SNAP-10A - SNAP-10A
 SNAP 10A Uzay Nükleer Santrali Görüntüsü
| |
| Görev türü | Mühendislik |
|---|---|
| Şebeke | USAF |
| COSPAR kimliği | 1965-027A |
| SATCAT numarası | 01314
|
| Görev süresi | 43 gün |
| uzay aracı özellikleri | |
| Üretici firma | Atom Uluslararası |
| kitle başlatmak | 440 kg (970 lb) |
| Görevin başlangıcı | |
| Lansman tarihi | 3 Nisan 1965, 21:25 |
| Roket | Atlas-Agena D |
| Siteyi başlat | Vandenberg Hava Üssü, PALC2-4 |
| yörünge parametreleri | |
| Referans sistemi | Yermerkezli |
| rejim | Alçak toprak |
| eksantriklik | 0.00319 |
| Yerberi yüksekliği | 1.268 km (788 mil) |
| apoje yüksekliği | 1.317 km (818 mi) |
| Eğim | 90.2° |
| Dönem | 111.4 dakika |
| çağ | 3 Nisan 1965 |
|
Nükleer Yardımcı Güç Sistemleri
| |
SNAP-10A ( Nükleer Yardımcı Güç Sistemleri , diğer adıyla Uzay Nükleer Yardımcı Güç Atışı için Anlık Görüntü , ayrıca OPS 4682 olarak da bilinir ), SNAPSHOT programının bir parçası olarak 1965 yılında uzaya fırlatılan ABD deneysel nükleer enerjili bir uyduydu. Test, hem dünyanın yörüngedeki ilk nükleer reaktör operasyonunu hem de yörüngedeki bir iyon itici sisteminin ilk operasyonunu işaretledi . Amerika Birleşik Devletleri tarafından uzaya fırlatılan tek fisyon reaktör güç sistemidir. Reaktör, nükleer olmayan bir elektrik bileşeni arızası nedeniyle sadece 43 gün sonra çalışmayı durdurdu. Sistemler Nükleer Yardımcı Güç Programı reaktör özellikle gözetiminde 1950 ve 1960'ların başında uydu kullanılmak üzere geliştirilen ABD Atom Enerjisi Komisyonu .
Tarih
Nükleer Yardımcı Güç için sistemler Projesi Geribildirim sonucunda geliştirilen (SNAP) programına teklif edilen uyduların bazı itibariyle 1954 yılında tamamlanan keşif uyduları bir Rand Corporation, çalışma yüksek güç taleplerini, en yüksek olarak birkaç kilowatt arasında bazı ABD vardı Atom Enerjisi Komisyonu (AEC), 1951'de sanayiden bir dizi nükleer santral çalışması talep etti. 1952'de tamamlanan bu çalışmalar, nükleer santrallerin uydularda kullanılmasının teknik olarak uygun olduğunu belirledi.
1955'te AEC, iki paralel SNAP nükleer enerji projesine başladı. The Martin Company ile sözleşmeli olan biri, jeneratörleri için güç kaynağı olarak radyo-izotopik bozunmayı kullandı. Bu bitkilere SNAP-1 ile başlayan tek sayılı SNAP adları verildi. Diğer proje, enerji üretmek için nükleer reaktörler kullandı ve Atomics International Division of North American Aviation tarafından geliştirildi . Sistemlerine çift sayılı SNAP adları verildi, ilki SNAP-2 idi.
SNAP-10A, uzayda kullanılmak üzere inşa edilen ilk Atomics International, nükleer reaktör güç sistemiydi. SNAP-10 300 watt tasarımından geliştirilen SNAP-10A, 500 watt'lık bir sistem için 1961 Savunma Bakanlığı gereksinimini karşıladı.
Sistem geliştirme ve reaktör testlerinin çoğu, bir dizi özel tesis kullanılarak Ventura County, California'daki Santa Susana Saha Laboratuvarı'nda gerçekleştirildi .
Yapı
SNAP-10A'nın üç ana bileşeni vardır - kompakt bir nükleer reaktör, reaktör yansıtıcı ve kontrol sistemi, bir ısı transferi ve güç dönüştürme sistemi.
Reaktör 39.62 cm (15.6 inç) uzunluğunda, 22.4 cm (8.8 inç) çapındadır ve uranyum-zirkonyum-hidrit yakıtı olarak 235 U içeren 37 yakıt çubuğunu tutar . SNAP-10A reaktörü 30 kW'lık bir termal güç çıkışı için tasarlanmıştır ve korumasız 650 lb (290 kg) ağırlığındadır. Reaktör, SNAP-10A ünitesinin tepesinde tanımlanabilir.
Reaktörü kontrol etmek için araçlar sağlamak için reaktörün dışına reflektörler yerleştirildi. Reflektörler, nötronları yansıtacak, böylece reaktörün fisyon sürecini başlatmasına ve sürdürmesine izin verecek bir berilyum tabakasından oluşuyordu. Reflektörler, patlayıcı bir cıvata ile sabitlenmiş bir tutma bandı ile yerinde tutuldu . Reflektör üniteden çıkarıldığında, reaktör nükleer fisyon reaksiyonunu sürdüremedi ve reaktör kalıcı olarak kapatıldı.
Ötektik sodyum-potasyum ( NaK ) alaşım SNAP-10A bir soğutucu olarak kullanılmıştır. NaK, bir sıvı metal doğru akım iletim tipi pompa ile çekirdek ve termoelektrik dönüştürücüler boyunca dolaştırıldı . Termoelektrik dönüştürücüler (uzun beyaz "önlük" olarak tanımlanır), termal olarak bağlanmış, ancak NaK ısı transfer ortamından elektriksel olarak izole edilmiş katkılı silikon germanyum malzemeleridir. Termoelektrik konvertörün bir tarafındaki NaK ile diğer tarafındaki uzayın soğuğu arasındaki sıcaklık farkı, bir elektrik potansiyeli ve kullanılabilir elektrik yarattı.
ANLIK GÖRÜNTÜ görevi
Başlatma ve yörünge operasyonu
SNAP-10A, 3 Nisan 1965'te bir ATLAS Agena D roketi ile Vandenberg Hava Kuvvetleri Üssü'nden yaklaşık olarak düşük bir Dünya yörünge irtifasına fırlatıldı . 1.300 km. Bu biraz içindedir retrograd kutupsal yörüngede - Bu harcanan roket kademeleri okyanusta indi sağlanmalıdır. Termoelektrik elemanlardan oluşan nükleer elektrik kaynağının bir yıl boyunca 500 watt'ın üzerinde elektrik gücü üretmesi amaçlandı. 43 gün sonra , uzay aracı içindeki - SNAP reaktörü ile ilgisi olmayan - bir yerleşik voltaj regülatörü arızalandı ve maksimum 590 watt çıkışa ulaştıktan sonra reaktör çekirdeğinin kapanmasına neden oldu .
1965 sistem arızasından sonra, reaktör 1.300 kilometrelik (700 nmi) bir Dünya yörüngesinde 4.000 yıllık bir beklenen süre boyunca bırakıldı.
Kasım 1979'da araç dökülmeye başladı ve sonunda 50 parça izlenebilir enkaz kaybetti . Sebepler bilinmiyordu, ancak sebep bir çarpışma olabilirdi. Ana gövde yerinde kalsa da radyoaktif malzeme salınmış olabilir. 2008'de yayınlanan ve Haystack verilerine dayanan daha sonraki araştırmalar, boyutu <10 cm olan 60 veya daha fazla enkaz parçası olduğunu öne sürüyor.
iyon tahriki
SNAPSHOT testi , yörüngede çalışacak elektrikle çalışan bir uzay aracı tahrik sisteminin ilk testi olan ( 1964'teki SERT-1 suborbital testini takiben) ikincil bir yük olarak bir sezyum iyon iticisini içeriyordu . İyon ışını güç kaynağı, yaklaşık 8,5 mN'lik bir itme kuvveti üretmek için 4500 V ve 80 mA'da çalıştırıldı. İyon motoru pillerle yaklaşık bir saat çalıştırılacak ve ardından piller güç kaynağı olarak 0,1 kW nominal 0,5 kW SNAP sistemi kullanılarak yaklaşık 15 saat şarj edilecekti. İyon motoru, kalıcı olarak durdurulmadan önce 1 saatten daha kısa bir süre çalıştırıldı. Uçuş verilerinin analizi, önemli sayıda yüksek voltaj arızasını gösterdi ve bu, görünüşe göre elektromanyetik girişime (EMI) neden olarak, uzay aracının tutum bozulmalarına neden oldu. Zemin testleri, üretilen motor arkının tasarım seviyelerinin önemli ölçüde üzerinde EMI ilettiğini ve yaydığını göstermiştir.
Emniyet
SNAP reaktör programı bir güvenlik programı gerektirdi ve Havacılık ve Uzay Nükleer Güvenlik Programının başlamasına yol açtı. Program, SNAP sistemlerinin yapımı, başlatılması, işletilmesi ve bertarafı ile ilgili nükleer tehlikeleri değerlendirmek ve radyolojik güvenliklerini sağlamak için tasarımlar geliştirmek için kurulmuştur.
Güvenlik için birincil sorumluluk Atomics International'a sahipken, Sandia Ulusal Laboratuvarları Havacılık ve Uzay Güvenliği Bağımsız İncelemesinden sorumluydu ve güvenlik testlerinin çoğunu gerçekleştirdi. Fırlatmaya izin verilmeden önce, her koşulda reaktörün fırlatılmasının ciddi bir tehdit oluşturmayacağına dair kanıt elde edilmesi gerekiyordu.
Çeşitli testler başarıyla tamamlandı ve geliştirme ve testlerin birkaç videosu görüntülenebilir durumda. Idaho Ulusal Laboratuvarı de SNAP nükleer reaktörlerin üç yıkıcı testlerde Test Alanı Kuzey SNAP-10A başlatılması öncesinde. 1 Nisan 1964'teki SNAPTRAN-3 yıkıcı deneyi, okyanusa bir roket kazasını simüle etti ve Idaho çölüne bilerek radyoaktif enkaz gönderiyordu .
Radyoaktif malzemeleri içeren test ve geliştirme, eski Atomics International Santa Susana Saha Laboratuvarı (SSFL) tesislerinde çevresel kirlenmeye neden oldu. Amerika Birleşik Devletleri Enerji Bakanlığı radyoaktif kirlenme tanımlanması ve temizleme sorumludur. (SSFL aynı zamanda Rocketdyne tarafından öncelikle NASA için roket motorlarının ilgisiz test edilmesi ve geliştirilmesi için de kullanılmıştır .) Site temizliğini destekleyen DOE web sitesi, ek SNAP testi ve geliştirme bilgileri de dahil olmak üzere SSFL'deki nükleer enerjinin tarihsel gelişimini ayrıntılarıyla anlatmaktadır.
İlgili çalışma ve takip programları
Atomics International ayrıca Santa Susana Sahasında SNAP Deneysel Reaktör (SER), SNAP-2, SNAP-8 Gelişimsel Reaktör (SNAP8-DR) ve SNAP-8 Deneysel Reaktör (SNAP-8ER) birimleri dahil olmak üzere diğer kompakt nükleer reaktörleri geliştirdi ve test etti. Laboratuvar ( Nükleer Yardımcı Güç Sistemleri makalesine bakın). Atomics International ayrıca , bir kamu elektrik sistemine elektrik sağlayan ilk ABD nükleer santrali olan Sodyum Reaktör Deneyi'ni inşa etti ve işletti .
2010 yılı itibariyle, Sovyet RORSAT uydularında 30'dan fazla küçük fisyon güç sistemli nükleer reaktör uzaya gönderilmiştir ; ayrıca, uzay görevlerinde dünya çapında (esas olarak ABD ve SSCB) 40'tan fazla radyoizotop termoelektrik jeneratörü kullanılmıştır.
Ayrıca bakınız
- Uzayda nükleer güç
- RORSAT , Sovyetler Birliği'nin nükleer reaktörle çalışan uyduları.
- Güvenli Ekonomik Fisyon Motoru , NASA deney serisi