Et av de mest vågale prosjektene de siste årene innen romteknologi er under utvikling, og det er grunner til gode nyheter. Nylig ble det kjent om ferdigstillelse av arbeidet med prosjektet "Opprettelse av en transport- og energimodul basert på et atomkraftverk i en megawattklasse". Nå må forskere utføre en rekke påfølgende arbeider, og sluttresultatet vil være fremveksten av en fullverdig modul som er egnet for bruk.
Arbeidsrapport
I slutten av juli godkjente Roskosmos en rapport fra 2018 som angir hovedaktivitetsområdene og organisasjonens suksesser. Rapporten omtaler blant annet prosjektet "Opprettelse av en transport- og energimodul basert på et atomkraftverk i en megawattklasse", utviklet innenfor rammen av det statlige programmet "Romaktiviteter i Russland for 2013-2020".
I følge rapporten ble dette prosjektet fullført i fjor. Som en del av dette arbeidet ble designdokumentasjon utarbeidet, individuelle produkter ble produsert og testet. Mens vi snakker om komponentene i den fremtidige utformingen av bakkeprototypen til transport- og energimodulen (TEM).
Arbeidet med opprettelsen av TEM stopper ikke der. All videre aktivitet vil bli utført innenfor rammen av det eksisterende føderale romprogrammet. Dessverre gir Roscosmos -rapporten ikke tekniske detaljer om TEM -prosjektet i sin nåværende form, og indikerer heller ikke tidspunktet for arbeidet. Disse dataene er imidlertid kjent fra andre kilder.
Problemets historie
I følge Roscosmos -rapporten fortsetter arbeidet med TEM og bør snart gå inn i en ny fase. Dette betyr at planene om å lage en grunnleggende ny rakett- og romteknologi, godkjent for snart 10 år siden, vil bli oppfylt i overskuelig fremtid.
Ideen om en transport- og energimodul basert på et atomkraftverk (NPP) i sin nåværende form ble foreslått i 2009. Utviklingen av dette produktet skulle utføres av foretakene i Roscosmos og Rosatom. Hovedrollen i prosjektet spilles av Rocket and Space Corporation Energia og Federal State Unitary Enterprise Keldysh Center.
I 2010 startet prosjektet, det første forsknings- og designarbeidet begynte. På den tiden ble det hevdet at hovedkomponentene i atomkraftverket og TEM ville være klare innen utgangen av tiåret. Den foreløpige utformingen av TEM ble utarbeidet i 2013. I 2014 begynte testing av komponentene i atomkraftverket og ID-500 ion-motoren. I fremtiden var det mange rapporter om forskjellige arbeider og suksesser. Ulike elementer fra atomkraftverk og TEM ble bygget og testet, samt det ble søkt etter anvendelsesområder for ny teknologi.
Etter hvert som TEM -prosjektet ble utviklet, ble bilder som viser det omtrentlige utseendet til dette produktet regelmessig publisert i åpne kilder. Siste gang slike materialer dukket opp i november i fjor. Det er merkelig at denne versjonen av utseendet var markant forskjellig fra de forrige, selv om den hadde en viss likhet i grunnleggende funksjoner.
Tekniske funksjoner
Transport- og energimodulen regnes som et flerbruksbil for arbeid i verdensrommet, både i jordbaner og på andre baner. Med sin hjelp, i fremtiden, er det planlagt å lansere nyttelasten i baner eller sende til andre himmellegemer. TEM kan også brukes til service av romfartøyer eller i bekjempelse av rusk.
TEM vil motta glidende bærende takstoler, på grunn av hvilke de nødvendige dimensjonene vil bli gitt. På gårdene er det foreslått å montere en kraftenhet med en reaktorinstallasjon, et instrumenterings- og monteringskompleks, forankringsanlegg, solcellepaneler, etc. I haleseksjonen av modulen vil cruise og rangering av elektriske rakettmotorer bli lokalisert. Nyttelasten vil bli transportert med dokkingenheter.
Hovedkomponenten i TEM er atomkraftverket i en megawatt -klasse, som har blitt utviklet siden 2009. Reaktoren i installasjonen bør preges av spesiell motstand mot temperaturbelastninger, som er knyttet til spesielle driftsmåter. En helium-xenon-blanding ble valgt som kjølevæske. Den termiske effekten til installasjonen vil nå 3,8 MW, og den elektriske effekten - 1 MW. For å tømme overflødig varme, foreslås det å bruke et dryppradiator -kjøleskap.
Elektrisitet fra en atominstallasjon må leveres til en elektrisk rakettmotor. En lovende ion-motor ID-500 er på teststadiet. Med en effektivitet på opptil 75%, bør den vise en effekt på 35 kW og en skyvekraft på opptil 750 mN. Under testene i 2017 jobbet ID-500-produktet på standen i 300 timer med en effekt på 35 kW.
Ifølge dataene fra tidligere år vil TEM i arbeidsstilling ha en lengde på mer enn 50-52 m med en diameter (for åpne takstoler og elementer på dem) over 20 m. Massen er minst 20 tonn. Eller flere lanseringskjøretøyer med påfølgende montering. Da må nyttelasten legge til kai med den. Designets levetid, begrenset av reaktorens levetid, er 10 år.
Gode utsikter
Hovedtrekk ved et TEM med et atomkraftverk, som grunnleggende skiller det fra annen rakett- og romteknologi, er den høyeste spesifikke impulsen. Bruken av et spesielt kraftverk og en elektrisk rakettmotor gjør det mulig å oppnå de nødvendige skyveparametrene med et minimumsforbruk av atombrensel. Dermed er TEM i teorien i stand til å løse problemer som er utilgjengelige for tradisjonelle rakettsystemer drevet av kjemisk drivstoff.
Takket være dette blir det mulig å mer aktivt bruke sustainer- og shuntingmotorene gjennom hele flyturen. Spesielt tillater dette bruk av gunstigere flyveier til andre himmellegemer. Den 10-årige levetiden gjør at TEM kan brukes flere ganger i forskjellige oppdrag, noe som reduserer kostnadene ved å organisere dem. Generelt vil fremveksten av systemer som TEM med et atomkraftverk gi kosmonautikken nye muligheter på alle store aktivitetsområder.
Standard TEM -motorer må bare bruke en del av strømmen fra generasjonssystemer. Følgelig er det fortsatt en stor kraftmargin som er egnet for bruk av målutstyret.
Imidlertid er det også betydelige ulemper. Først og fremst er det behovet for å utvikle en hel rekke nye teknologier og prosjektets overordnede kompleksitet. Som et resultat krever opprettelsen av en TEM mye tid og passende finansiering. Dermed har Roscosmos -prosjektet blitt utviklet i omtrent 10 år, men den praktiske anvendelsen av det ferdige TEM er fremdeles i en fjern fremtid. Den totale kostnaden for prosjektet er anslått til 17 milliarder rubler.
Bruken av et atomkraftverk fører til alvorlige restriksjoner på forskjellige stadier. For eksempel er det bare mulig å teste et ferdig atomkraftverk eller TEM som helhet i baner, noe som vil minimere skader fra mulige nødssituasjoner. Det samme gjelder driften av en ferdig transport- og energimodul.
Nær fremtid
I følge de siste nyhetene har utviklingen av prosjektet "Opprettelse av en transport- og energimodul basert på et kjernekraftverk i megawattklasse" blitt fullført. Noen mock-ups som kreves for testing er allerede klare. I de kommende årene må foretak fra Roskosmos og Rosatom utføre en rekke viktige arbeider med disse og andre produktene.
Flyprototypen til TEM er planlagt bygget i 2022-23. Etter det bør ulike tester starte, noe som vil ta flere år. Full lansering av TEM -operasjonen forventes i 2030.
I slutten av juni ble det kjent om forberedelsen av stedet for driften av TEM. Slikt utstyr vil bli lansert fra Vostochny -kosmodromen. For ikke så lenge siden ble det utlyst en konkurranse om utvikling og bygging av et sett med fasiliteter for klargjøring av romfartøy og en transport- og energimodul. Designdokumentasjonen for det tekniske komplekset bør utvikles i 2025-26. Byggingen er planlagt å starte i 2027, og igangsetting vil skje i 2030. Kostnaden for kontrakten er 13,2 milliarder RUB.
Dermed vil forskjellige arbeider med temaet avansert rakett- og romteknologi med atomkraftverk fortsette i løpet av det neste tiåret. Noen organisasjoner må fullføre utviklingen og teste transport- og energimodulen, mens andre vil forberede infrastrukturen for driften. Basert på resultatene av alle disse arbeidene, vil den russiske romfartsindustrien i 2030 disponere over en grunnleggende ny teknologi med brede evner. Imidlertid kan kompleksiteten i alle stadier av et lovende program føre til en endring i timeplanen.
