Et av de mest ambisiøse sovjet-russiske prosjektene innen romforskning er nær ferdigstillelse og går inn i fasen med umiddelbar praktisk implementering. Vi snakker om opprettelsen av et atomkraftverk i en megawatt -klasse. Opprettelsen og testingen av en slik motor kan vesentlig endre situasjonen i rom nær jord.
Kernekraftverket i megawatt-klassen (NPPU) er et felles prosjekt av en gruppe russiske virksomheter som er en del av Roscosmos og Rosatom. Dette prosjektet tar sikte på å utvikle et kjernekraftverk i megawattklasse. Det er designet spesielt for å utstyre et nytt romskip med arbeidsnavnet TEM (transport- og energimodul). Hovedutføreren av arbeidet med prosjektet med å lage et atomkraftverk er Federal State Unitary Enterprise "Research Center oppkalt etter M. V. Keldysh" (Moskva). Målet med det ambisiøse prosjektet er å bringe Russland til en ledende posisjon i etableringen av energikomplekser for romformål, som er svært effektive og i stand til å løse et imponerende utvalg av oppgaver i verdensrommet. For eksempel utforskning av månen, så vel som fjerne planeter i vårt solsystem, inkludert etablering av automatiske baser på dem.
For tiden utføres romfart i nærjordisk rom på raketter, som settes i gang på grunn av forbrenning av flytende eller fast rakettdrivstoff i motorene deres. Flytende rakettdrivstoff er delt inn i et oksydasjonsmiddel og et drivstoff. Disse komponentene er i de forskjellige tankene i raketten i flytende tilstand. Blandingen av komponentene skjer allerede i forbrenningskammeret, vanligvis ved hjelp av injektorer. Trykket opprettes på grunn av arbeidet med et fortrengnings- eller turbopumpesystem. I tillegg brukes drivstoffkomponentene til å kjøle rakettmotordysen. Fast rakettbrensel er også delt inn i drivstoff og oksydasjonsmiddel, men de er i form av en blanding av faste stoffer.
I løpet av de siste tiårene har teknologien for bruk av disse typer rakettbrensel blitt perfeksjonert til minste detalj i mange land. Samtidig innrømmer rakettforskerne selv at den videre utviklingen av slike teknologier er problematisk. Tidligere sjef for den russiske føderale romfartsorganisasjonen Anatoly Perminov bemerket: “Grovt sett har alt blitt presset ut av de eksisterende rakettmotorene, enten de er flytende eller faste. Forsøk på å øke drivkraften, den spesifikke impulsen ser ut til å være rett og slett håpløs. På denne bakgrunn er andre tekniske løsninger av interesse. For eksempel kjernekraftverk, som til tider kan gi en økning i skyvekraft og spesifikk impuls. Anatoly Perminov ga et eksempel på en flytur til Mars, som det nå er nødvendig å fly 1, 5-2 år dit og tilbake. Med bruk av et kjernefysisk fremdriftssystem kan flytiden reduseres til 2-4 måneder.
Tatt i betraktning dette, i Russland, siden 2010, er et prosjekt under implementering for å lage en romfart og kraftmodul basert på et kjernekraftverk i megawattklasse som ikke har noen analoger i verden. Den tilsvarende ordren ble signert av Dmitry Medvedev. For gjennomføringen av dette prosjektet frem til 2018 fra det føderale budsjettet, Roscosmos og Rosatom, var det planlagt å bevilge 17 milliarder rubler, 7, 2 milliarder rubler av dette beløpet ble tildelt statsselskapet Rosatom for opprettelsen av et reaktoranlegg (Research og Design Institute Dollezhal Energy Technicians), 4 milliarder rubler - til Keldysh -senteret for utvikling av et atomkraftdriftssystem, 5,8 milliarder rubler - til RSC Energia, som skulle lage en transport- og energimodul. I samsvar med det nye føderale romprogrammet i 2016-2025 for videre arbeid med prosjektet, ble det planlagt å bevilge ytterligere 22 milliarder 890 millioner rubler.
Alle disse arbeidene utføres i Russland, ikke fra bunnen av. Muligheten for å bruke kjernekraft i verdensrommet har blitt vurdert siden midten av 1950-tallet av så fremtredende russiske spesialister som Keldysh, Kurchatov og Korolev. Bare fra 1970 til 1988 lanserte Sovjetunionen mer enn 30 rekognoseringssatellitter ut i verdensrommet, som var utstyrt med lavkrafts atomkraftverk som Topaz og Buk. Disse satellittene ble brukt til å lage et overvåkningssystem for all slags vær for overflatemål i hele vannhavet i Verdenshavet, samt for å utstede målbetegnelse med overføring til kommandoposter eller våpenske - Legend marine rekognosering og mål betegnelsessystem (1978). I perioden fra 1960 til 1980 ble det også utviklet og testet en atomrakettmotor i vårt land på Semipalatinsk -teststedet, rapporterte TASS -byrået.
Atomreaktor-omformer "Topaz" (redusert modell)
Eksperter fremhever følgende fordeler med kjernekraftfremdrivningssystemer:
- Muligheten til å fly til Mars om 1, 5 måneder og gå tilbake, mens en flytur med konvensjonelle rakettmotorer kan ta opptil 1, 5 år uten mulighet for å returnere tilbake.
- Nye muligheter i studiet av rom nær jord.
- Evnen til å manøvrere og akselerere, i motsetning til installasjoner som bare kan akselerere og deretter fly langs en gitt bane.
- Å redusere vedlikeholdskostnadene, som oppnås på grunn av en høy ressurs, er 10-års drift mulig.
- En betydelig økning i nyttelastmassen som settes i bane på grunn av fravær av store drivstofftanker.
20. juli 2014 mottok et patent fra Den russiske føderasjon under nummeret RU2522971 for "Nuclear Power Propulsion Plant" (NPP), forfatteren er akademiker A. Koroteev. Senere på utstillingen "State Order - FOR Fair Procurement 2016 ", JSC" NIKIET "oppkalt etter Dollezhal presenterte en modell av et reaktoranlegg for et atomkraftverk i en megawatt -klasse. Det er kjent at atomkraftverket som utvikles i vårt land består av tre hovedelementer: et reaktoranlegg med arbeidsfluid og hjelpeanordninger, for eksempel en turbingenerator-kompressor og en varmeveksler-rekuperator; et elektrisk rakettfremdrivningssystem og et kjøleskap (et system for dumping av varme ut i verdensrommet). Med tanke på arbeidets fremgang kan det bemerkes at Russland har alle muligheter til å bli den første til å skyte et romfartøy i bane, som vil være utstyrt med et atomkraftverk.
Det er planlagt at en modell av et atomkraftverk i jern for testing skal opprettes innen 2019. Og de første flyvningene til verdensrommet med et slikt kraftverk vil finne sted i 2020 -årene. Dmitry Makarov, direktør for Institute of Reactor Materials (IRM, Sverdlovsk -regionen), fortalte journalister tilbake i april 2016 at de første flytestene av et kjernefysisk fremdriftssystem var planlagt for 2020 -årene. Ved å svare på spørsmålene til TASS-journalister, bemerket han at det i nær fremtid vil bli opprettet en bakkebasert prototypestativ for denne enheten i Russland, og de første flytestene i verdensrommet vil finne sted i 2020-årene. En slik installasjon av en megawatt -klasse vil tillate dannelse av kraftige elektriske atommotorer som kan akselerere interplanetære kjøretøyer til alvorlige hastigheter. Som en del av dette prosjektet skaper Rosatom hjertet av anlegget - en atomreaktor.
Modell av et reaktoranlegg for et atomkraftverk i en megawatt -klasse
I følge Makarov fullførte IRM testene med varmeledende elementer (TVEL) for denne installasjonen, og spesifiserte at drivstoffelementer i full skala ble testet, som er planlagt brukt i slike reaktorer. Makarov er ikke i tvil om at basert på erfaringene og kompetansen til Roscosmos og Rosatom -instituttene, vil det være mulig å lage et kjernekraftdriftssystem som gjør at landet vårt kan nå ikke bare de nærmeste, men også fjerne planetene i vårt solsystem. Faktisk vil det bli utviklet en plattform ved hjelp av hvilken det vil være mulig å implementere seriøse forskningsprogrammer rettet mot å studere dype rom.
Utviklingen av et atomkraftverk i Russland har følgende praktiske fordeler. For det første er dette en betydelig utvidelse av kapasitetene til Russland og menneskeheten generelt. Atomdrevet romfartøy vil gjøre menneskelige reiser til Mars og andre planeter til virkelighet.
For det andre vil slike skip øke menneskelig aktivitet i rom nær jord betydelig, noe som gir en reell mulighet til å begynne å kolonisere månen (det er allerede prosjekter for å bygge atomkraftverk på jordens satellitt). Bruk av atomkraftverk vurderes for store bemannede romsystemer, og ikke for små romfartøyer som kan fly på andre typer installasjoner ved hjelp av ionemotorer eller solenergi vindenergi. Det vil være mulig å bruke kjernekraftfremdriftssystemer på gjenbrukbare interorbital slepebåter. For eksempel å flytte forskjellige laster mellom lave og høye baner, for å utføre flyreiser til asteroider. Det vil også være mulig å sende en ekspedisjon til Mars eller lage en måne -slepebåt som kan gjenbrukes, sier professor Oleg Gorshkov. Slike skip er i stand til å endre hele økonomien i romforskning. Som spesialister fra RSC Energia bemerker, vil et kjernekraftdrevet oppskytningsbil kunne redusere kostnadene ved å skyte en nyttelast inn i en omløpsbane med mer enn to ganger sammenlignet med raketter utstyrt med rakettmotorer med flytende drivstoff.
For det tredje er denne utviklingen ny teknologi og materialer som sikkert vil dukke opp under implementeringen av prosjektet. De kan introduseres i andre grener av russisk industri - maskinteknikk, metallurgi, etc. Dette er et gjennombruddsprosjekt som, hvis det lykkes gjennomført, kan gi en ny impuls til den russiske økonomien.
