U našoj zemlji nastavlja se razvoj transportnog i energetskog modula TEM s nuklearnom elektranom klase megavata (NPPU). Pojava takvog modela, pogodnog za rad, imat će ozbiljan utjecaj na daljnji razvoj domaće i svjetske astronautike. U međuvremenu je TEM u fazi projektiranja, a nedavno je javnosti ponovo prikazan model takvog proizvoda u sadašnjem obliku.
Izložba MAKS-2019
Posljednjih godina više je materijala o TEM -u i pogonskim sistemima nuklearne energije više puta objavljivano. Između ostalog, programeri su pokazali crteže s mogućim izgledom takvog uzorka. Krajem kolovoza, u okviru salona MAKS-2019, održana je prva demonstracija novog izgleda TEM-a, koji odražava trenutne poglede na ovaj projekt. Model je bio prisutan u paviljonu Roscosmos na štandu Arsenala KB.
Trenutna verzija TEM dizajna značajno se razlikuje od prethodno demonstriranih verzija, ali zadržava određene značajke. Konkretno, sačuvane su opće odredbe o sastavljanju jedinica i pristupi dizajnu. Istovremeno, postoji niz karakterističnih razlika.
Najveći element modula za matičnu ploču je teleskopska četverosječna rešetka kružnog poprečnog presjeka, koja je osnova za sastavljanje jedinica. Glava mu je opremljena konusnom rešetkom i zatvorenim pretincem. Sa bočnih strana rešetke nalazi se šest rashladnih panela. Repni dio TEM -a izrađen je u obliku zatvorenog pravokutnog tijela. Glavna rešetka je pričvršćena na nju sprijeda, solarni paneli su sa strane. U trupu se nalazi novi tip raketnog motora i drugih jedinica.
Nove i stare
Ranije su se u publikacijama na temu pogonskih sistema TEM i nuklearne energije pojavljivale slike s opremom drugačijeg izgleda. Prema jednoj od kasnijih verzija projekta, transportno-energetski modul trebao bi se temeljiti na uzdužnoj kliznoj rešetki kvadratnog presjeka i velikog izduženja, što olakšava lansiranje proizvoda u orbitu. U odjeljku glave smješten je odjeljak s reaktorom, električni raketni motor i drugi sistemi postavljeni na nosivim nosačima u repnom dijelu. Planirano je postavljanje rashladne opreme uz noseću rešetku.
Izgled iz KB "Arsenal" ima niz karakterističnih karakteristika i razlikuje se od starijih slika. Prije svega, odlikuje se dizajnom glavne rešetke i rasporedom jedinica. Novu verziju TEM-a karakterizira masivnija nosiva rešetka različitog dizajna. Izgubio je i repne nosače u obliku slova X, raspoređene u letu i noseći neke od instrumenata.
Dizajn izgleda dopušta promjenu izgleda. Možda sada veliko repno tijelo ne sadrži samo električni raketni motor, već i nuklearni reaktor sa pratećim sistemima. U ovom slučaju, manje tijelo glave može se koristiti za smještaj upravljačkih sistema ili druge opreme.
Različiti dijagrami ranije su prikazivali različite konfiguracije rashladnog sistema. Isto se odnosi i na novi izgled. Ovaj put, za zračenje viška topline u prostor, predloženo je korištenje šest panela-emitera postavljenih uz rešetku u obliku tri paralelne "ravnine". Ranije su bile ponuđene i druge konfiguracije hladnjaka, uključujući agregati veće površine, koji zauzimaju gotovo cijelu dužinu noseće rešetke.
U novembru prošle godine, televizijski studio Roskosmos objavio je video zapis koji prikazuje moguću pojavu budućeg TEM -a s nuklearnom elektranom. Ova verzija modula bila je ozbiljno drugačija od onih prikazanih ranije. Zadržavajući linearnu arhitekturu zasnovanu na kliznoj rešetki, takav TEM morao je imati repne jedinice izrađene u obliku otvorenog cilindra. U ovom obliku trebalo je izvesti elektranu, hlađenje itd.
Lako je vidjeti da se trenutni izgled TEM -a također razlikuje od "prošlogodišnje" verzije izgleda. U isto vrijeme, po izgledu i dizajnu, mnogo je bliže ranijim verzijama projekta.
Tehnički izazovi
TEM projekt odlikuje najveća tehnička složenost, a za njegovu uspješnu implementaciju potrebno je riješiti mnogo posebnih problema. Za izradu takvog modula potrebni su novi dizajni komponenti i sklopova, nove tehnologije i materijali sa posebnim karakteristikama. Potreba za rješavanjem svih ovih problema dovela je do činjenice da se razvojem nuklearne elektrane i TEM -a bavi niz preduzeća iz Roscosmosa i Rosatoma.
U različito vrijeme objavljeni materijali sadržavali su različite verzije TEM -a, a razlog za to se može smatrati upravo općom složenošću projekta. Uspjeh u pronalaženju rješenja za određene probleme doveo je do odgovarajućih promjena u cjelokupnom izgledu modula. U skladu s tim, najnoviji izgled TEM -a iz KB "Arsenal" prikazuje trenutne poglede na projekat.
Prema poznatim podacima, nuklearni reaktor s brzim neutronima hlađen plinom izabran je kao osnova za nuklearnu elektranu. Mješavina helij-ksenon će se koristiti u prvom krugu rashladnog sistema. Gorivo sa povećanim stepenom obogaćivanja bit će smješteno u jezgru. Temperatura jezgre doseći će 1500 ° K. Planirano je osigurati najveće dizajnerske resurse, omogućavajući TEM-u da radi 10-12 godina.
Nuklearne elektrane ove vrste i sa takvim karakteristikama još nisu stvorene i ne rade. Za izgradnju takve strukture potrebni su materijali visoke otpornosti na toplinska i mehanička naprezanja. Također je potrebno razraditi sam dizajn tako da, uz potrebnu snagu, ima prihvatljive dimenzije i težinu.
Postoje poteškoće u području rashladnih sistema. Nuklearna elektrana klase megavata mora rasipati usporedive količine toplinske energije u svemir. Moderni radijatori za svemirsku tehnologiju još se ne mogu pohvaliti takvim karakteristikama. Dakle, ISS -ov rashladni sistem pada u svemir cca. 70 kW toplinske energije nekoliko je puta manje od onog potrebnog za nuklearnu elektranu i TEM.
Razrađuju se različite varijante hladnjaka za TEM, što se odražava na slikama i prilikom sastavljanja modela. Očigledno, set ravnih radijatora na rasporedu iz Arsenala trenutno se smatra najisplativijim dizajnom s optimalnim karakteristikama. Međutim, sasvim je moguće da ovaj sistem neće biti konačna verzija.
Uprkos svim poteškoćama, u okviru projekta TEM postignuti su zapaženi uspjesi. Tako su prije nekoliko godina započela ispitivanja električnog raketnog motora ID-500, stvorenog posebno za buduću nuklearnu elektranu. Godine 2017. takav je proizvod radio na štandu 300 sati, pokazujući snagu od 35 kW.
Montaža i ispitivanje pojedinih komponenti nuklearne elektrane i TEM -a obavljaju se redovno. Na primjer, prototip sistema za hlađenje kapanjem testiran je prošle godine. Testiraju se ostale komponente reaktora, pomoćni sistemi i transportni i energetski modul u cjelini.
Transport daleke budućnosti
Cilj trenutnih projekata nuklearne elektrane i TEM -a je stvoriti obećavajući kompleks sposoban za rješavanje novih problema u svemiru. Transportni i energetski modul s reaktorom i električnim raketnim motorom imat će važne prednosti u odnosu na raketne sisteme tradicionalnog dizajna i omogućit će uspješno organiziranje novih misija.
Glavnom sferom primjene TEM -a smatraju se letovi do drugih nebeskih tijela. NPP pokazuje najveću potrošnju goriva i ima jedinstveni specifični impuls, koji pojednostavljuje letove do Mjeseca ili Marsa. Takođe postaje moguće povećati korisni teret u poređenju sa trenutnim raketnim i svemirskim sistemima. Važna karakteristika TEM -a je mogućnost napajanja opterećenja standardnim sredstvima modula.
Međutim, postizanje takvih rezultata moguće je tek u dalekoj budućnosti. Prema trenutnim planovima, letačka ispitivanja TEM -a u punoj konfiguraciji počet će najranije do kraja dvadesetih godina. Početak rada i uključivanje modula u stvarni rad mogući su tek početkom tridesetih godina.
Rad TEM -a će se nastaviti još nekoliko godina, a za to vrijeme projekt bi mogao doživjeti značajne promjene. S tim u vezi, može se pretpostaviti da će izgled modula za MAKS-2019 uskoro prestati odražavati stvarni izgled proizvoda koji se stvara. Međutim, promjena pogleda na strukturu i njezine elemente dovest će do pojave novih demonstracijskih materijala - već na sljedećim izložbama.
