У нас продължава развитието на транспортен и енергиен модул ТЕМ с атомна електроцентрала от клас мегават (АЕЦ). Появата на такъв модел, подходящ за експлоатация, ще окаже сериозно влияние върху по -нататъшното развитие на родната и световната астронавтика. Междувременно ТЕМ е на етап проектиране, а наскоро на обществеността отново бе показан модел на такъв продукт в сегашния му вид.
Изложба МАКС-2019
През последните години многократно са публикувани различни материали за ТЕМ и ядрени двигателни системи за него. Наред с други неща, разработчиците показаха чертежи с възможно появяване на такава проба. В края на август, в рамките на салона MAKS-2019, се проведе първата демонстрация на новото оформление на TEM, отразяващо настоящите виждания по този проект. Моделът присъства в павилиона на Роскосмос на щанда на Арсенал KB.
Текущата версия на TEM дизайна се различава значително от предишните версии, но запазва определени функции. По -специално са запазени общите разпоредби за сглобяването на възли и подходите при проектирането. В същото време има редица характерни разлики.
Най-големият елемент на модула за макет е телескопична ферма с четири секции с кръгло напречно сечение, която е основата за сглобяване на блоковете. Главата му е оборудвана с конична ферма и затворено отделение. Отстрани на фермата има шест охладителни панела. Опашната част на TEM е направена под формата на затворено правоъгълно тяло. Основната ферма е фиксирана върху нея отпред, слънчевите панели са отстрани. Корпусът разполага с нов тип ракетни двигатели и други агрегати.
Нови и стари
Преди това в публикации по темата за ТЕМ и ядрени двигателни системи се появиха изображения с оборудване с различен вид. Според една от по-късните версии на проекта транспортно-енергийният модул трябва да се основава на надлъжна плъзгаща се ферма с квадратно напречно сечение и голямо удължение, което улеснява извеждането на продукта в орбита. Отделение с реактор е поставено в главата му, електрически ракетен двигател и други системи, поставени върху подвижни опори в опашната част. Планира се поставяне на охлаждащо оборудване по протежение на носещата ферма.
Оформлението от КБ "Арсенал" има редица характерни черти и се различава от по -старите изображения. На първо място, той се отличава с дизайна на основната ферма и разположението на блоковете. Новата версия на TEM се характеризира с по-масивна носеща ферма с различен дизайн. Той също така загуби X-образните опашни стрели, разгърнати по време на полет и носещи някои от инструментите.
Дизайнът на оформлението позволява промяна в оформлението. Може би сега голямото опашно тяло съдържа не само електрически ракетен двигател, но и ядрен реактор със съпътстващи системи. В този случай по -малкото тяло на главата може да се използва за настаняване на системи за управление или друго оборудване.
Различни диаграми преди това включваха различни конфигурации на охладителната система. Същото важи и за новото оформление. Този път за излъчване на излишна топлина в пространството се предлага да се използват шест панели-излъчватели, монтирани по протежение на фермата под формата на три паралелни „равнини“. Преди това се предлагаха и други охладителни конфигурации, вкл. агрегати с по -голяма площ, заемащи почти цялата дължина на носещата ферма.
През ноември миналата година телевизионното студио "Роскосмос" публикува видео, показващо възможната поява на бъдеща ТЕМ с атомна електроцентрала. Тази версия на модула беше сериозно различна от тези, демонстрирани по -рано. Докато запазва линейната архитектура, базирана на плъзгаща се ферма, такъв TEM трябваше да има опашни единици, направени под формата на отворен цилиндър. В тази форма е трябвало да се извърши електроцентралата, охлаждането и т.н.
Лесно е да се види, че текущото оформление на TEM също се различава от "миналогодишната" версия на външния вид. В същото време по външен вид и дизайн е много по -близо до по -ранните версии на проекта.
Технически предизвикателства
Проектът TEM се отличава с най -висока техническа сложност и за успешното му изпълнение е необходимо да се решат много специални проблеми. За създаването на такъв модул са необходими нови проекти на компоненти и възли, нови технологии и материали със специални характеристики. Необходимостта от решаване на всички тези проблеми доведе до факта, че развитието на атомната електроцентрала и ТЕМ се извършва от редица предприятия от Роскосмос и Росатом.
В различно време публикуваните материали съдържаха различни версии на TEM и причината за това може да се счита именно за общата сложност на проекта. Успехът в намирането на решения на определени проблеми доведе до съответни промени в цялостния облик на модула. Съответно най -новото оформление на ТЕМ от КБ "Арсенал" показва текущите виждания по проекта.
Според известни данни за основа на атомната електроцентрала е избран газоохлаждаем ядрен реактор с бързи неутрони. Смес от хелий-ксенон ще се използва в първия кръг на охладителната система. Горивото с повишена степен на обогатяване ще бъде поставено в сърцевината. Температурата на ядрото ще достигне 1500 ° K. Планира се да се осигури най-високият ресурс за проектиране, което да позволи на ТЕМ да работи в продължение на 10-12 години.
Атомни електроцентрали от този вид и с такива характеристики все още не са създадени и експлоатирани. За изграждането на такава конструкция са необходими материали с висока устойчивост на термични и механични натоварвания. Необходимо е също така да се изработи самият дизайн, така че с необходимата мощност да има приемливи размери и тегло.
Има трудности в областта на охладителните системи. Атомната електроцентрала от клас мегават трябва да разсейва сравними обеми топлинна енергия в космоса. Съвременните радиатори за космически технологии все още не могат да се похвалят с такива характеристики. И така, охладителната система на МКС пада в космоса приблизително. 70 кВт топлинна енергия е няколко пъти по -малко от необходимото за атомната електроцентрала и ТЕЦ.
Разработват се различни варианти на охладители за TEM, което е отразено на фигурите и при сглобяването на моделите. Очевидно набор от плоски радиатори на оформлението от Арсенал в момента се счита за най -печелившия дизайн с оптимални характеристики. Възможно е обаче тази система да не е окончателната версия.
Въпреки всички трудности, в рамките на проекта ТЕМ са постигнати забележими успехи. И така, преди няколко години започнаха тестове на електрически ракетен двигател ID-500, създаден специално за бъдещата атомна електроцентрала. През 2017 г. такъв продукт работи на щанда 300 часа, показвайки мощност от 35 kW.
Сглобяването и изпитването на отделни компоненти на атомната електроцентрала и ТЕМ се извършват редовно. Например прототипна система за капково охлаждане беше тествана миналата година. Други компоненти на реактора, спомагателните системи и транспортния и енергийния модул като цяло се тестват.
Транспорт на далечното бъдеще
Целта на настоящите проекти на атомната електроцентрала и ТЕМ е да се създаде обещаващ комплекс, способен да решава нови проблеми в космоса. Транспортно -силовият модул с реактор и електрически ракетен двигател ще има важни предимства пред ракетните системи с традиционен дизайн и ще даде възможност за успешно организиране на нови мисии.
Основната сфера на приложение на TEM се счита за полети до други небесни тела. АЕЦ показва най -висок разход на гориво и има уникален специфичен импулс, който опростява полетите до Луната или Марс. Също така става възможно да се увеличи полезният товар в сравнение с настоящите ракетни и космически системи. Важна характеристика на TEM е възможността да се захранва товара с помощта на стандартните средства на модула.
Получаването на такива резултати обаче е възможно само в далечното бъдеще. Според настоящите планове летните изпитания на TEM в пълна конфигурация ще започнат не по -рано от края на двадесетте години. Стартът на работа и включването на модула в реална работа са възможни едва в началото на тридесетте години.
Работата на TEM ще продължи още няколко години и през това време проектът може да претърпи значителни промени. В тази връзка може да се предположи, че оформлението на модула за MAKS-2019 скоро ще престане да отразява реалния облик на създавания продукт. Промяната на възгледите за структурата и нейните елементи обаче ще доведе до появата на нови демонстрационни материали - вече при следващите изложби.
