Развива се един от най -смелите проекти през последните години в областта на космическите технологии и има причини за добри новини. Наскоро стана известно за завършването на работата по проекта „Създаване на транспортен и енергиен модул на базата на атомна електроцентрала от клас мегават“. Сега учените трябва да извършат редица последващи работи и крайният резултат ще бъде появата на пълноценен модул, подходящ за използване.
Доклад за работа
В края на юли Роскосмос одобри доклад за 2018 г., в който се посочват основните области на дейност и успехите на организацията. Наред с другото, в доклада се споменава проектът „Създаване на транспортен и енергиен модул на базата на атомна електроцентрала от клас мегават“, разработен в рамките на Държавната програма „Космически дейности на Русия за 2013-2020 г.“.
Според доклада този проект е завършен миналата година. Като част от тази работа беше изготвена проектна документация, произведени и тествани отделни продукти. Докато говорим за компонентите на бъдещото оформление на наземния прототип на транспортния и енергиен модул (ТЕМ).
Работата по създаването на ТЕМ не спира дотук. Всички допълнителни дейности ще се извършват в рамките на съществуващата федерална космическа програма. За съжаление, докладът на Роскосмос не предоставя технически подробности за проекта ТЕМ в сегашния му вид, а също така не посочва графика на работа. Тези данни обаче са известни от други източници.
История на въпроса
Според доклада на Роскосмос работата по ТЕМ продължава и скоро трябва да навлезе в нов етап. Това означава, че плановете за създаване на принципно нова ракетна и космическа технология, одобрени преди почти 10 години, ще бъдат изпълнени в обозримо бъдеще.
Идеята за транспортен и енергиен модул на базата на атомна електроцентрала (АЕЦ) в сегашния си вид беше предложена през 2009 г. Разработването на този продукт трябваше да се осъществи от предприятията на Роскосмос и Росатом. Водещата роля в проекта играят Ракетно -космическата корпорация „Енергия“и Федералното държавно унитарно предприятие „Келдиш Център“.
През 2010 г. проектът стартира, започнаха първите изследователски и дизайнерски работи. По това време се твърди, че основните компоненти на атомната електроцентрала и ТЕМ ще бъдат готови до края на десетилетието. Предварителният проект на ТЕМ е изготвен през 2013 г. През 2014 г. започнаха изпитанията на компонентите на атомната електроцентрала и йонния двигател ID-500. В бъдеще имаше многобройни доклади за различни творби и успехи. Бяха построени и тествани различни елементи на атомната електроцентрала и ТЕМ, както и търсене на области на приложение на новите технологии.
С развитието на проекта TEM изображенията, показващи приблизителния вид на този продукт, редовно се публикуваха в отворени източници. За последно подобни материали се появиха през ноември миналата година. Любопитно е, че тази версия на външния вид беше значително различна от предишните, въпреки че имаше известна прилика в основните характеристики.
Технически характеристики
Транспортният и енергийният модул се счита за многоцелево средство за работа в космоса, както на земни орбити, така и на други траектории. С негова помощ в бъдеще се планира изстрелването на полезния товар в орбити или изпращането му до други небесни тела. Също така, TEM може да се използва за обслужване на космически кораби или за борба с космическите отломки.
TEM ще получава плъзгащи се носещи ферми, поради което ще бъдат осигурени необходимите размери. Във фермите се предлага монтиране на енергиен блок с реакторна инсталация, измервателно -монтажен комплекс, докинг съоръжения, слънчеви панели и др. В опашната част на модула ще бъдат разположени круизни и маневрени електрически ракетни двигатели. Полезният товар ще се транспортира с помощта на докинг устройства.
Основният компонент на TEM е атомната електроцентрала от клас мегават, която се разработва от 2009 г. Реакторът на инсталацията трябва да се отличава със специална устойчивост на температурни натоварвания, която е свързана със специални режими на нейната работа. Като охлаждаща течност е избрана смес от хелий-ксенон. Топлинната мощност на инсталацията ще достигне 3,8 MW, а електрическата - 1 MW. За изхвърляне на излишната топлина се предлага да се използва хладилник с радиатор за капене.
Електричеството от ядрена инсталация трябва да се подава към електрически ракетен двигател. Обещаващ йонно двигател ID-500 е на етап тестване. С КПД до 75%, той трябва да показва мощност от 35 kW и тяга до 750 mN. По време на тестовете през 2017 г. продуктът ID-500 работи на щанда 300 часа при мощност 35 kW.
Според данните от предходни години ТЕМ в работно положение ще има дължина над 50-52 м с диаметър (за отворени ферми и елементи върху тях) над 20 м. Масата е най-малко 20 тона. Или няколко ракети -носители с последващо сглобяване. Тогава полезният товар трябва да се свърже с него. Проектният експлоатационен живот, ограничен от експлоатационния живот на реактора, е 10 години.
Страхотни перспективи
Основната характеристика на ТЕМ с атомна електроцентрала, която фундаментално го отличава от другите ракетни и космически технологии, е най -високият специфичен импулс. Използването на специална електроцентрала и електрически ракетен двигател дава възможност да се получат необходимите параметри на тягата с минимален разход на ядрено гориво. По този начин TEM на теория е в състояние да реши проблеми, които са недостъпни за традиционните ракетни системи, захранвани с химическо гориво.
Благодарение на това става по -активно да се използват поддръжката и маневрените двигатели през целия полет. По -специално, това позволява използването на по -благоприятни траектории на полет до други небесни тела. 10-годишният експлоатационен живот позволява TEM да се използва многократно в различни мисии, намалявайки разходите за организирането им. Като цяло появата на системи като TEM с атомна електроцентрала ще даде на космонавтиката нови възможности във всички основни сфери на дейност.
Стандартните TEM двигатели трябва да използват само част от електроенергията от генериращите системи. Съответно остава голям запас от мощност, подходящ за използване от целевото оборудване.
Съществуват обаче и съществени недостатъци. На първо място, това е необходимостта от разработване на цяла гама от нови технологии и цялостната сложност на проекта. В резултат на това създаването на TEM изисква много време и подходящо финансиране. Така проектът на Роскосмос се развива около 10 години, но практическото приложение на готовия ТЕМ е все още в далечното бъдеще. Общата стойност на проекта се оценява на 17 милиарда рубли.
Използването на атомна електроцентрала води до сериозни ограничения на различни етапи. Например, изпитването на завършена атомна електроцентрала или ТЕМ като цяло е възможно само в орбити, което ще намали до минимум щетите от възможни извънредни ситуации. Същото се отнася и за работата на готов транспортно-енергиен модул.
Близко бъдеще
Според последните новини успешно завърши разработката на проекта „Създаване на транспортен и енергиен модул на базата на атомна електроцентрала от клас мегават“. Някои макети, необходими за тестване, вече са готови. През следващите години предприятията от Роскосмос и Росатом ще трябва да извършат редица важни работи с тези и други продукти.
Прототипът на полета на TEM се планира да бъде построен през 2022-23 г. След това трябва да започнат различни тестове, които ще отнемат няколко години. Пълното стартиране на операцията TEM се очаква през 2030 г.
В края на юни стана известно за подготовката на обекта за функционирането на ТЕМ. Такова оборудване ще бъде пуснато от космодрома "Восточен". Не толкова отдавна беше обявен конкурс за разработване и изграждане на набор от съоръжения за подготовка на космически кораби и транспортен и енергиен модул. Проектната документация за техническия комплекс трябва да бъде разработена през 2025-26 г. Строителството се планира да започне през 2027 г., а въвеждането в експлоатация ще се извърши през 2030 г. Стойността на договора е 13,2 милиарда рубли.
По този начин през следващото десетилетие ще продължат различни работи по темата за напредналите ракетно -космически технологии с атомни електроцентрали. Някои организации ще трябва да завършат разработването и да тестват транспортния и енергиен модул, докато други ще подготвят инфраструктурата за функционирането му. Въз основа на резултатите от всички тези работи, през 2030 г. руската космическа индустрия ще разполага с фундаментално нова технология с широки възможности. Сложността на всички етапи на обещаваща програма обаче може да доведе до промяна в графика.
