Един от най-амбициозните съветско-руски проекти в областта на изследването на космоса е близо до завършване и навлиза в етап на незабавно практическо изпълнение. Говорим за създаването на атомна електроцентрала от клас мегават. Създаването и тестването на такъв двигател може значително да промени състоянието на нещата в околоземното пространство.
Атомната електроцентрала от клас мегават (NPPU) е съвместен проект на група руски предприятия, които са част от Роскосмос и Росатом. Този проект е насочен към разработване на атомна електроцентрала от клас мегават. Той е проектиран специално за оборудване на нов космически кораб с работно име TEM (транспортен и енергиен модул). Основният изпълнител на работата по проекта за създаване на атомна електроцентрала е Федералното държавно унитарно предприятие "Изследователски център на името на М. В. Келдиш" (Москва). Целта на амбициозния проект е да изведе Русия на водеща позиция в създаването на енергийни комплекси за космически цели, които са високоефективни и способни да решават впечатляващ набор от задачи в космоса. Например изследване на Луната, както и отдалечени планети на нашата Слънчева система, включително създаването на автоматични бази върху тях.
В момента космическите полети в околоземното пространство се извършват на ракети, които се привеждат в движение поради изгарянето на течно или твърдо ракетно гориво в техните двигатели. Течното ракетно гориво се разделя на окислител и гориво. Тези компоненти се намират в различните резервоари на ракетата в течно състояние. Смесването на компонентите се извършва вече в горивната камера, обикновено с помощта на инжектори. Налягането се създава поради работата на работна или турбо помпа система. Освен това компонентите на горивото се използват за охлаждане на дюзата на ракетния двигател. Твърдото ракетно гориво също е разделено на гориво и окислител, но те са под формата на смес от твърди вещества.
През последните десетилетия технологията за използване на тези видове ракетно гориво е усъвършенствана до най -малките детайли в много страни. В същото време самите учени -ракети признават, че по -нататъшното развитие на такива технологии е проблематично. Бившият ръководител на Руската федерална космическа агенция Анатолий Перминов отбеляза: „Грубо казано, всичко е изцедено от съществуващите ракетни двигатели, независимо дали течни или твърди. Опитите за увеличаване на техния тласък, специфичен импулс изглеждат просто безнадеждни. На този фон други технически решения представляват интерес. Например атомни електроцентрали, които могат да осигурят увеличаване на тягата и специфичния импулс от време на време. Анатолий Перминов даде пример за полет до Марс, до който сега е необходимо да летите 1, 5-2 години там и обратно. С използването на ядрена задвижваща система времето за полет може да бъде намалено до 2-4 месеца.
Като се има предвид това, в Русия от 2010 г. се реализира проект за създаване на космически транспорт и енергиен модул на базата на атомна електроцентрала от клас мегават, която няма аналози в света. Съответната заповед е подписана от Дмитрий Медведев. За изпълнението на този проект до 2018 г. от федералния бюджет, Роскосмос и Росатом, беше планирано да се отпуснат 17 милиарда рубли, 7,2 милиарда рубли от тази сума бяха разпределени на държавната корпорация Росатом за създаването на реакторно съоръжение (Изследвания и Институт за проектиране Dollezhal Energy Technicians), 4 милиарда рубли - на Центъра „Келдиш“за разработване на задвижваща система за ядрена енергия, 5,8 милиарда рубли - на RSC Energia, който е трябвало да създаде транспортен и енергиен модул. В съответствие с новата федерална космическа програма през 2016-2025 г. за по-нататъшна работа по проекта се предвиждаше да се отпуснат още 22 милиарда 890 милиона рубли.
Всички тези работи се извършват в Русия не от нулата. Възможността за използване на ядрената енергия в космоса се разглежда от средата на 50-те години на миналото на такива видни руски специалисти като Келдиш, Курчатов и Королев. Само от 1970 до 1988 г. Съветският съюз изстрелва в космоса повече от 30 разузнавателни спътника, които са оборудвани с атомни електроцентрали с ниска мощност като Топаз и Бук. Тези спътници бяха използвани за създаване на система за наблюдение при всякакви метеорологични условия за повърхностни цели в цялата акватория на Световния океан, както и за издаване на обозначение на целта с предаване до командни пунктове или носители на оръжия - морското космическо разузнаване и цел на Legend система за обозначение (1978). Също така в периода от 1960 до 1980 г. у нас е разработен и изпитан ядрен ракетен двигател на полигона в Семипалатинск, съобщи агенция ТАСС.
Ядрен реактор-конвертор "Топаз" (намален модел)
Експертите подчертават следните предимства на задвижващите системи за ядрена енергия:
- Възможност за полет до Марс за 1, 5 месеца и връщане обратно, докато полетът с конвенционални ракетни двигатели може да отнеме до 1, 5 години без възможност за връщане обратно.
- Нови възможности в изследването на околоземното пространство.
- Способността за маневриране и ускоряване, за разлика от инсталациите, които могат само да ускоряват и след това да летят по дадена траектория.
- Намаляване на разходите за поддръжка, което се постига поради висок ресурс, е възможна 10-годишна експлоатация.
- Значително увеличаване на масата на полезния товар, пусната в орбита поради липсата на големи резервоари за гориво.
На 20 юли 2014 г. е получен патент на Руската федерация под номер RU2522971 за „Атомна електроцентрала“(АЕЦ), автор е академик А. Коротеев. По -късно, на изложбата „Държавна поръчка - ЗА справедливи поръчки 2016 г. “, АД„ НИКИЕТ “на името на Долежал представи модел на реакторна инсталация за атомна електроцентрала от клас мегават. Известно е, че атомната електроцентрала, която се развива у нас, се състои от три основни елемента: реакторна инсталация с работна течност и спомагателни устройства, като турбинен генератор-компресор и топлообменник-рекуператор; електрическа ракетна задвижваща система и радиаторен хладилник (система за изхвърляне на топлина в космоса). Като се има предвид напредъкът в работата, може да се отбележи, че Руската федерация има всички шансове да бъде първата, която ще изведе на орбита космически кораб, който ще бъде оборудван с атомна електроцентрала.
Планира се до 2019 г. да бъде създаден модел на атомна електроцентрала в желязо за тестване. И първите полети в космоса с помощта на такава електроцентрала ще се състоят през 2020 -те. Дмитрий Макаров, директор на Института по реакторни материали (IRM, Свердловска област), каза пред журналисти още през април 2016 г., че първите летателни изпитания на ядрена космическа двигателна система са планирани за 2020 -те години. Отговаряйки на въпросите на журналистите на ТАСС, той отбеляза, че в близко бъдеще в Русия ще бъде създаден наземно прототипно щанд на това устройство, а първите летателни изпитания в космоса ще се проведат през 2020-те. Такава инсталация от клас мегават ще позволи образуването на мощни електрически ядрени двигатели, които могат да ускорят междупланетни превозни средства до сериозни скорости. Като част от този проект, Росатом създава сърцето на съоръжението - ядрен реактор.
Модел на реакторна инсталация за атомна електроцентрала от клас мегават
Според Макаров IRM успешно завърши изпитанията на топлопроводими елементи (TVEL) за тази инсталация, като уточни, че са тествани пълномащабни горивни елементи, които се планират да се използват в такива реактори. Макаров не се съмнява, че въз основа на опита и компетентността на институтите Роскосмос и Росатом ще бъде възможно да се създаде задвижваща система за ядрена енергия, която да позволи на страната ни да достигне не само до най -близките, но и далечни планети на нашата Слънчева система. Всъщност ще бъде разработена платформа, с помощта на която ще бъде възможно да се реализират сериозни изследователски програми, насочени към изучаване на дълбокия космос.
Развитието на атомна електроцентрала в Русия има следните практически ползи. Първо, това е значително разширяване на възможностите на Русия и човечеството като цяло. Космически кораб с ядрена енергия ще превърне пътуванията на човека до Марс и други планети в реалност.
Второ, такива кораби значително ще засилят човешката дейност в околоземното пространство, което ще даде реална възможност за започване на колонизация на Луната (вече има проекти за изграждане на атомни електроцентрали на спътника на Земята). „Използването на атомни електроцентрали се обмисля за големи пилотирани космически системи, а не за малки космически кораби, които могат да летят на други видове инсталации, използващи йонни двигатели или слънчева вятърна енергия. Ще бъде възможно да се използват задвижващи системи за ядрена енергия на межорбитални влекачи за многократна употреба. Например, за преместване на различни товари между ниски и високи орбити, за извършване на полети до астероиди. Също така ще бъде възможно да се изпрати експедиция до Марс или да се създаде лунен влекач за многократна употреба “, казва професор Олег Горшков. Такива кораби са в състояние да променят цялата икономика на космическите изследвания. Както отбелязват специалистите на RSC Energia, ракета-носител с ядрен двигател ще може да намали разходите за извеждане на полезен товар в окололунна орбита повече от два пъти в сравнение с ракети, оборудвани с ракетни двигатели с течно гориво.
Трето, това развитие е нови технологии и материали, които със сигурност ще се появят по време на изпълнението на проекта. Те могат да бъдат въведени в други отрасли на руската промишленост - машиностроене, металургия и др. Това е пробивен проект, който, ако бъде успешно реализиран, може да даде нов тласък на руската икономика.
