Unul dintre cele mai îndrăznețe proiecte din ultimii ani în domeniul tehnologiei spațiale se dezvoltă și există motive pentru vești bune. Recent a devenit cunoscut despre finalizarea lucrărilor la proiectul „Crearea unui modul de transport și energie bazat pe o centrală nucleară de clasă megawatt”. Acum oamenii de știință trebuie să efectueze o serie de lucrări ulterioare, iar rezultatul final va fi apariția unui modul cu drepturi depline adecvat pentru utilizare.
Raport de lucru
La sfârșitul lunii iulie, Roskosmos a aprobat un raport din 2018 care indică principalele domenii de activitate și succesele organizației. Printre altele, raportul menționează proiectul „Crearea unui modul de transport și energie bazat pe o centrală nucleară de clasă megawatt”, dezvoltat în cadrul Programului de stat „Activități spațiale ale Rusiei pentru 2013-2020”.
Conform raportului, acest proiect a fost finalizat anul trecut. Ca parte a acestei lucrări, documentația de proiectare a fost pregătită, produsele individuale au fost fabricate și testate. În timp ce vorbim despre componentele viitorului aspect al prototipului de sol al modulului de transport și energie (TEM).
Munca privind crearea TEM nu se oprește aici. Toate activitățile ulterioare vor fi desfășurate în cadrul programului spațial federal existent. Din păcate, raportul Roscosmos nu oferă detalii tehnice ale proiectului TEM în forma sa actuală și, de asemenea, nu indică momentul lucrării. Cu toate acestea, aceste date sunt cunoscute din alte surse.
Istoria problemei
Conform raportului Roscosmos, lucrările la TEM continuă și ar trebui să intre în curând într-o nouă etapă. Aceasta înseamnă că planurile de a crea o rachetă și o tehnologie spațială fundamental nouă, aprobate în urmă cu aproape 10 ani, vor fi îndeplinite în viitorul apropiat.
Ideea unui modul de transport și energie bazat pe o centrală nucleară (NPP) în forma sa actuală a fost propusă în 2009. Dezvoltarea acestui produs urma să fie realizată de către întreprinderile Roscosmos și Rosatom. Rolul principal al proiectului este jucat de Rocket and Space Corporation Energia și Centrul Federal de Întreprindere Unitară Keldysh Center.
În 2010, a început proiectul, au început primele lucrări de cercetare și proiectare. În acel moment, s-a susținut că principalele componente ale centralei nucleare și ale TEM vor fi gata până la sfârșitul deceniului. Proiectarea preliminară a TEM a fost pregătită în 2013. În 2014, a început testarea componentelor centralei nucleare și a motorului cu ioni ID-500. În viitor, au existat numeroase rapoarte despre diverse lucrări și succese. Au fost construite și testate diferite elemente ale centralei nucleare și TEM, precum și o căutare a domeniilor de aplicare a noii tehnologii.
Pe măsură ce proiectul TEM a fost dezvoltat, imaginile care arată aspectul aproximativ al acestui produs au fost publicate în mod regulat în surse deschise. Ultima dată când astfel de materiale au apărut în noiembrie anul trecut. Este curios că această versiune a aspectului a fost semnificativ diferită de cele anterioare, deși avea o oarecare similitudine în ceea ce privește caracteristicile de bază.
Caracteristici tehnice
Modulul de transport și energie este considerat un vehicul multifuncțional pentru lucrul în spațiu, atât pe orbitele Pământului, cât și pe alte traiectorii. Cu ajutorul său, în viitor, este planificată lansarea sarcinii utile pe orbite sau trimiterea către alte corpuri cerești. De asemenea, TEM poate fi utilizat și pentru întreținerea navelor spațiale sau pentru combaterea resturilor spațiale.
TEM va primi ferme glisante portante, datorită cărora vor fi furnizate dimensiunile necesare. La ferme se propune montarea unei unități de putere cu o instalație de reactor, un complex de instrumentare și asamblare, instalații de andocare, panouri solare etc. În secțiunea de coadă a modulului, vor fi amplasate motoare rachete electrice de croazieră și manevrare. Sarcina utilă va fi transportată folosind dispozitive de andocare.
Componenta principală a TEM este centrala nucleară de clasă megawatt, care a fost dezvoltată din 2009. Reactorul instalației ar trebui să se distingă prin rezistență specială la sarcini de temperatură, care este asociată cu moduri speciale de funcționare a acesteia. Un amestec de heliu-xenon a fost selectat ca agent de răcire. Puterea termică a instalației va ajunge la 3,8 MW, iar puterea electrică - 1 MW. Pentru a arunca excesul de căldură, se propune utilizarea unui frigider cu radiator prin picurare.
Electricitatea dintr-o instalație nucleară trebuie furnizată unui motor rachetă electric. Un motor ionic promițător ID-500 se află în faza de testare. Cu o eficiență de până la 75%, ar trebui să arate o putere de 35 kW și o presiune de până la 750 mN. În timpul testelor din 2017, produsul ID-500 a funcționat la stand timp de 300 de ore la o putere de 35 kW.
Conform datelor din anii precedenți, TEM în poziția de lucru va avea o lungime mai mare de 50-52 m cu un diametru (pentru ferme deschise și elemente pe ele) de peste 20 m. Masa este de cel puțin 20 de tone. Sau mai multe vehicule de lansare cu asamblare ulterioară. Apoi, sarcina utilă trebuie să acopere cu ea. Durata de viață a proiectării, limitată de durata de viață a reactorului, este de 10 ani.
Perspective excelente
Principala caracteristică a unui TEM cu o centrală nucleară, care îl diferențiază fundamental de alte rachete și tehnologii spațiale, este cel mai înalt impuls specific. Utilizarea unei centrale electrice speciale și a unui motor rachetă electrică face posibilă obținerea parametrilor de împingere necesari cu un consum minim de combustibil nuclear. Astfel, TEM, în teorie, este capabil să rezolve probleme inaccesibile sistemelor tradiționale de rachete alimentate cu combustibil chimic.
Datorită acestui fapt, devine posibilă utilizarea mai activă a motoarelor de susținere și de manevră pe tot parcursul zborului. În special, acest lucru permite utilizarea unor căi de zbor mai favorabile către alte corpuri cerești. Durata de viață de 10 ani permite TEM să fie utilizat de mai multe ori în diferite misiuni, reducând costul organizării acestora. În general, apariția sistemelor precum TEM cu o centrală nucleară va oferi cosmonauticii noi oportunități în toate sferele majore de activitate.
Motoarele TEM standard trebuie să utilizeze doar o parte din energia electrică din sistemele de generare. În consecință, rămâne o marjă mare de putere adecvată pentru utilizarea de către echipamentul țintă.
Cu toate acestea, există și dezavantaje semnificative. În primul rând, este necesitatea dezvoltării unei game întregi de noi tehnologii și a complexității generale a proiectului. Ca urmare, crearea unui TEM necesită mult timp și finanțare adecvată. Astfel, proiectul Roscosmos a fost dezvoltat de aproximativ 10 ani, dar aplicația practică a TEM finit este încă în viitorul îndepărtat. Costul total al proiectului este estimat la 17 miliarde de ruble.
Utilizarea unei centrale nucleare duce la restricții serioase în diferite etape. De exemplu, testarea unei centrale nucleare terminate sau TEM în ansamblu este posibilă numai pe orbite, ceea ce va reduce la minimum daunele cauzate de posibile situații de urgență. Același lucru este valabil și pentru funcționarea unui modul de transport și energie gata pregătit.
Viitorul apropiat
Conform ultimelor știri, dezvoltarea proiectului „Crearea unui modul de transport și energie bazat pe o centrală nucleară de clasă megawatt” a fost finalizată cu succes. Unele machete necesare pentru testare sunt deja gata. În următorii ani, întreprinderile din Roskosmos și Rosatom vor trebui să efectueze o serie de lucrări importante cu aceste și alte produse.
Prototipul de zbor al TEM este planificat să fie construit în 2022-23. După aceea, ar trebui să înceapă diferite teste, care vor dura câțiva ani. Lansarea completă a operațiunii TEM este așteptată în 2030.
La sfârșitul lunii iunie, a devenit cunoscut despre pregătirea site-ului pentru funcționarea TEM. Astfel de echipamente vor fi lansate din cosmodromul Vostochny. Nu cu mult timp în urmă, a fost anunțată o competiție pentru dezvoltarea și construcția unui set de facilități pentru pregătirea navelor spațiale și a unui modul de transport și energie. Documentația de proiectare pentru complexul tehnic ar trebui elaborată în 2025-26. Construcția este planificată să înceapă în 2027, iar punerea în funcțiune va avea loc în 2030. Costul contractului este de 13,2 miliarde RUB.
Astfel, diverse lucrări pe tema rachetei avansate și a tehnologiei spațiale cu centrale nucleare vor continua pe parcursul următorului deceniu. Unele organizații vor trebui să finalizeze dezvoltarea și să testeze modulul de transport și energie, în timp ce altele vor pregăti infrastructura pentru funcționarea sa. Pe baza rezultatelor tuturor acestor lucrări, în 2030 industria spațială rusă va avea la dispoziție o tehnologie fundamental nouă, cu capacități largi. Cu toate acestea, complexitatea tuturor etapelor unui program promițător poate duce la o schimbare a programului.
