Jedan od najhrabrijih projekata posljednjih godina na polju svemirske tehnologije se razvija, a ima razloga za dobre vijesti. Nedavno se saznalo za završetak radova na projektu "Stvaranje transportnog i energetskog modula zasnovanog na nuklearnoj elektrani klase megavata". Sada znanstvenici moraju izvesti niz naknadnih radova, a krajnji rezultat bit će pojava punopravnog modula pogodnog za upotrebu.
Izvještaj o radu
Krajem jula Roskosmos je odobrio izvještaj za 2018. godinu koji ukazuje na glavna područja djelovanja i uspjehe organizacije. Između ostalog, u izvještaju se spominje projekt „Stvaranje transportnog i energetskog modula zasnovanog na nuklearnoj elektrani klase megavata“, razvijen u okviru Državnog programa „Svemirske aktivnosti Rusije za 2013-2020“.
Prema izvještaju, ovaj projekat je završen prošle godine. U sklopu ovog rada izrađena je projektna dokumentacija, proizvedeni su i testirani pojedinačni proizvodi. Dok govorimo o komponentama budućeg izgleda zemaljskog prototipa transportnog i energetskog modula (TEM).
Rad na stvaranju TEM -a ne staje tu. Sve daljnje aktivnosti odvijat će se u okviru postojećeg saveznog svemirskog programa. Nažalost, izvještaj Roscosmosa ne pruža tehničke detalje o projektu TEM -a u sadašnjem obliku, niti također ukazuje na vrijeme izvođenja radova. Međutim, ti su podaci poznati iz drugih izvora.
Istorijat pitanja
Prema izvještaju Roscosmosa, rad na TEM -u se nastavlja i uskoro bi trebao ući u novu fazu. To znači da će se planovi o stvaranju fundamentalno nove raketne i svemirske tehnologije, odobreni prije gotovo 10 godina, ostvariti u doglednoj budućnosti.
Ideja o transportnom i energetskom modulu zasnovanom na nuklearnoj elektrani (NPP) u sadašnjem obliku predložena je 2009. Razvoj ovog proizvoda trebala su izvesti preduzeća Roscosmosa i Rosatoma. Vodeću ulogu u projektu imaju Raketna i svemirska korporacija Energia i Savezno državno unitarno preduzeće Keldysh Centar.
Projekt je započeo 2010. godine, započeli su prvi istraživački i dizajnerski radovi. U to se vrijeme tvrdilo da će glavne komponente nuklearne elektrane i TEM biti spremne do kraja desetljeća. Idejni projekt TEM-a pripremljen je 2013. Godine 2014. započela su ispitivanja sastavnih dijelova nuklearne elektrane i ionskog motora ID-500. U budućnosti su postojali brojni izvještaji o raznim radovima i uspjesima. Izgrađeni su i testirani različiti elementi nuklearne elektrane i TEM -a, a izvršeno je i traženje područja primjene nove tehnologije.
Kako se razvijao TEM projekt, slike koje prikazuju približan izgled ovog proizvoda redovno su se objavljivale u otvorenim izvorima. Poslednji put su se takvi materijali pojavili u novembru prošle godine. Zanimljivo je da se ova verzija izgleda znatno razlikovala od prethodnih, iako je imala neke sličnosti u osnovnim značajkama.
Tehničke karakteristike
Transportni i energetski modul smatra se višenamjenskim vozilom za rad u svemiru, kako u Zemljinim orbitama, tako i na drugim putanjama. Uz njegovu pomoć, u budućnosti se planira lansiranje korisnog tereta u orbite ili slanje na druga nebeska tijela. Takođe, TEM se može koristiti za servisiranje svemirskih letjelica ili u borbi protiv svemirskog otpada.
TEM će primati klizne noseće rešetke, zbog čega će biti osigurane potrebne dimenzije. Na farmama se predlaže ugradnja pogonske jedinice s reaktorskom instalacijom, kompleta instrumentacije i montaže, priključnih objekata, solarnih panela itd. U repnom dijelu modula bit će smješteni krstareći i manevarski električni raketni motori. Korisni teret će se prevoziti pomoću priključnih uređaja.
Glavna komponenta TEM -a je nuklearna elektrana klase megavata, koja se razvija od 2009. Reaktor instalacije trebao bi se odlikovati posebnom otpornošću na temperaturna opterećenja, što je povezano sa posebnim načinima rada. Kao rashladno sredstvo odabrana je smjesa helij-ksenon. Toplinska snaga instalacije dosegnut će 3,8 MW, a električna snaga 1 MW. Za uklanjanje viška topline predlaže se upotreba hladnjaka s radijatorom za kapanje.
Električna energija iz nuklearne instalacije mora se dovoditi u električni raketni motor. Obećavajući jonski motor ID-500 je u fazi testiranja. Sa efikasnošću do 75%, trebao bi pokazati snagu od 35 kW i potisak do 750 mN. Tokom ispitivanja 2017. godine, proizvod ID-500 radio je na štandu 300 sati sa snagom od 35 kW.
Prema podacima iz prethodnih godina, TEM u radnom položaju imat će dužinu veću od 50-52 m s promjerom (za otvorene rešetke i elemente na njima) preko 20 m. Masa je najmanje 20 tona ili nekoliko lansirnih vozila s naknadnom montažom. Tada se korisni teret mora spojiti s njim. Projektirani vijek trajanja, ograničen vijekom trajanja reaktora, je 10 godina.
Veliki izgledi
Glavna karakteristika TEM -a s nuklearnom elektranom, koja ga bitno razlikuje od druge raketne i svemirske tehnologije, je najveći specifični impuls. Korištenje posebne elektrane i električnog raketnog motora omogućuje dobivanje potrebnih parametara potiska uz minimalnu potrošnju nuklearnog goriva. Tako je TEM, u teoriji, sposoban riješiti probleme koji su nedostupni tradicionalnim raketnim sistemima na kemijsko gorivo.
Zahvaljujući tome, postaje moguće aktivnije koristiti nosače i manevarske motore tijekom cijelog leta. Ovo naročito omogućava upotrebu povoljnijih puteva leta do drugih nebeskih tijela. 10-godišnji radni vijek omogućava da se TEM koristi više puta u različitim misijama, smanjujući troškove njihove organizacije. Općenito, pojava sustava poput TEM -a s nuklearnom elektranom dat će kozmonautici nove mogućnosti u svim glavnim sferama djelovanja.
Standardni TEM motori moraju koristiti samo dio električne energije iz proizvodnih sistema. U skladu s tim, ostaje velika marža snage pogodna za upotrebu od ciljane opreme.
Međutim, postoje i značajni nedostaci. Prije svega, to je potreba za razvojem čitavog niza novih tehnologija i ukupna složenost projekta. Kao rezultat toga, stvaranje TEM -a zahtijeva puno vremena i odgovarajuća sredstva. Tako se projekt Roscosmos razvijao oko 10 godina, ali praktična primjena gotovog TEM -a još je u dalekoj budućnosti. Ukupni troškovi projekta procjenjuju se na 17 milijardi rubalja.
Korištenje nuklearne elektrane dovodi do ozbiljnih ograničenja u različitim fazama. Na primjer, testiranje gotove nuklearne elektrane ili TEM -a u cjelini moguće je samo u orbitama, što će minimizirati štetu od mogućih hitnih situacija. Isto se odnosi i na rad gotovog transportnog i energetskog modula.
Bliskoj budućnosti
Prema posljednjim vijestima, uspješno je završen razvoj projekta "Stvaranje transportnog i energetskog modula zasnovanog na nuklearnoj elektrani klase megavata". Neke makete potrebne za testiranje već su spremne. U narednim godinama, preduzeća iz Roskosmosa i Rosatoma morat će obaviti niz važnih poslova s tim i drugim proizvodima.
Planirano je da se prototip leta TEM-a izgradi 2022-23. Nakon toga bi trebali početi različiti testovi koji će trajati nekoliko godina. Potpuno pokretanje operacije TEM očekuje se 2030.
Krajem juna postalo je poznato o pripremi lokacije za rad TEM -a. Takva oprema bit će lansirana s kosmodroma Vostočni. Ne tako davno raspisan je konkurs za razvoj i izgradnju kompleta objekata za pripremu svemirskih letjelica i transportno -energetskog modula. Projektna dokumentacija za tehnički kompleks trebala bi biti izrađena 2025-26. Planirano je da izgradnja počne 2027. godine, a puštanje u rad 2030. godine. Vrijednost ugovora je 13,2 milijarde rubalja.
Tako će se različiti radovi na temu napredne raketne i svemirske tehnologije s nuklearnim elektranama nastaviti tijekom sljedeće decenije. Neke organizacije će morati dovršiti razvoj i testirati transportni i energetski modul, dok će druge pripremiti infrastrukturu za rad. Na osnovu rezultata svih ovih radova, ruska svemirska industrija će 2030. godine imati na raspolaganju fundamentalno novu tehnologiju sa širokim mogućnostima. Međutim, složenost svih faza obećavajućeg programa može dovesti do promjene rasporeda.
