Jedan od najambicioznijih sovjetsko-ruskih projekata na polju istraživanja svemira blizu je završetka i ulazi u fazu neposredne praktične implementacije. Govorimo o stvaranju nuklearne elektrane klase megavata. Stvaranje i testiranje takvog motora može značajno promijeniti stanje stvari u svemiru blizu Zemlje.
Nuklearna elektrana klase megavata (NPPU) zajednički je projekt grupe ruskih preduzeća koja su dio Roscosmosa i Rosatoma. Ovaj projekt ima za cilj razvoj nuklearne elektrane klase megavata. Dizajniran je posebno za opremanje nove svemirske letjelice radnog naziva TEM (transportni i energetski modul). Glavni izvršilac radova na projektu stvaranja nuklearne elektrane je Savezno državno unitarno preduzeće "Istraživački centar po imenu M. V. Keldysh" (Moskva). Cilj ambicioznog projekta je dovesti Rusiju na vodeću poziciju u stvaranju energetskih kompleksa za svemirske svrhe, koji su visoko efikasni i sposobni za rješavanje impresivnog niza zadataka u svemiru. Na primjer, istraživanje Mjeseca, kao i udaljenih planeta našeg Sunčevog sistema, uključujući stvaranje automatskih baza na njima.
Trenutno se svemirski letovi u svemiru blizu zemlje izvode raketama, koje se pokreću zbog sagorijevanja tekućeg ili čvrstog raketnog goriva u njihovim motorima. Tečno raketno gorivo dijeli se na oksidator i gorivo. Ove komponente se nalaze u različitim tenkovima rakete u tečnom stanju. Mešanje komponenti se odvija već u komori za sagorevanje, obično pomoću injektora. Tlak nastaje uslijed rada sistema radne ili turbo pumpe. Osim toga, komponente goriva se koriste za hlađenje mlaznice raketnog motora. Čvrsto raketno gorivo također se dijeli na gorivo i oksidant, ali su u obliku mješavine krutih tvari.
Posljednjih desetljeća tehnologija korištenja ovih vrsta raketnog goriva usavršena je do najsitnijih detalja u mnogim zemljama. U isto vrijeme, sami raketni naučnici priznaju da je daljnji razvoj takvih tehnologija problematičan. Bivši čelnik Ruske savezne svemirske agencije Anatoly Perminov primijetio je: „Grubo rečeno, sve je istisnuto iz postojećih raketnih motora, bilo tekućih ili čvrstih. Čini se da su pokušaji da povećaju svoj potisak, specifični impuls jednostavno beznadni. U tom kontekstu, zanimljiva su i druga tehnička rješenja. Na primjer, nuklearne elektrane koje s vremena na vrijeme mogu povećati potisak i specifični impuls. Anatolij Perminov dao je primjer leta za Mars, na koji je sada potrebno letjeti 1, 5-2 godine tamo i natrag. Korištenjem nuklearnog pogonskog sistema vrijeme leta moglo bi se smanjiti na 2-4 mjeseca.
Uzimajući to u obzir, u Rusiji se od 2010. godine provodi projekt stvaranja svemirskog transportnog i energetskog modula zasnovanog na nuklearnoj elektrani klase megavata koja nema analoga u svijetu. Odgovarajuću naredbu potpisao je Dmitrij Medvedev. Za provedbu ovog projekta do 2018. godine iz federalnog proračuna, Roscosmosa i Rosatoma, bilo je planirano izdvojiti 17 milijardi rubalja, od čega je 7,2 milijarde rubalja dodijeljeno državnoj korporaciji Rosatom za stvaranje reaktorskog postrojenja (Istraživanje i Instituta za projektovanje Dollezhal Energy Technicians), 4 milijarde rubalja - Centru Keldysh za razvoj pogonskog sistema nuklearne energije, 5,8 milijardi rubalja - RSC Energia, koji je trebao stvoriti transportni i energetski modul. U skladu s novim saveznim svemirskim programom 2016-2025 za daljnje radove na projektu, predviđeno je izdvajanje još 22 milijarde 890 miliona rubalja.
Svi ovi radovi izvode se u Rusiji ne od nule. Mogućnost korištenja nuklearne energije u svemiru razmatrali su od sredine 1950-ih ugledni ruski stručnjaci poput Keldysha, Kurchatova i Koroleva. Samo od 1970. do 1988. godine, Sovjetski Savez je lansirao u svemir više od 30 izviđačkih satelita, koji su bili opremljeni nuklearnim elektranama male snage, poput Topaza i Buka. Ovi sateliti su korišteni za stvaranje svemirskog nadzornog sistema nadzemnih ciljeva u cijelom akvatoriju Svjetskog okeana, kao i za izdavanje oznake cilja sa prijenosom do komandnih mjesta ili nosača naoružanja - Legend pomorsko svemirsko izviđanje i cilj sistem označavanja (1978). Takođe, u periodu od 1960. do 1980. godine, u našoj zemlji na poligonu Semipalatinsk razvijen je i testiran nuklearni raketni motor, prenijela je agencija TASS.
Nuklearni reaktor-pretvarač "Topaz" (smanjeni model)
Stručnjaci ističu sljedeće prednosti pogonskih sistema nuklearne energije:
- Mogućnost leta za Mars za 1, 5 mjeseci i povratak nazad, dok let konvencionalnim raketnim motorima može potrajati i do 1,5 godina bez mogućnosti povratka.
- Nove mogućnosti u proučavanju svemira blizu zemlje.
- Sposobnost manevriranja i ubrzanja, za razliku od instalacija koje mogu samo ubrzati, a zatim letjeti po zadanoj putanji.
- Smanjenje troškova održavanja, što je postignuto zbog visokih resursa, moguće je 10-godišnje poslovanje.
- Značajno povećanje mase korisnog tereta stavljeno u orbitu zbog nedostatka velikih rezervoara za gorivo.
Dana 20. jula 2014. godine primljen je patent Ruske Federacije pod brojem RU2522971 za "Pogon nuklearne energije" (NPP), autor je akademik A. Koroteev. Kasnije, na izložbi "Državna narudžba - ZA poštenu nabavku" 2016 ", JSC" NIKIET "nazvano po Dollezhalu predstavilo je model reaktorskog postrojenja za nuklearnu elektranu klase megavata. Poznato je da se nuklearna elektrana koja se razvija u našoj zemlji sastoji od tri glavna elementa: reaktorskog postrojenja sa radnom tekućinom i pomoćnih uređaja, poput turbinskog generatora-kompresora i izmjenjivača topline-rekuperatora; električni raketni pogonski sistem i hladnjak sa radijatorom (sistem za ispuštanje toplote u svemir). S obzirom na napredak radova, može se primijetiti da Ruska Federacija ima sve šanse da prva lansira u orbitu svemirski brod koji će biti opremljen nuklearnom elektranom.
Planirano je da se model nuklearne elektrane u željezu za testiranje stvori do 2019. godine. A prvi letovi u svemir s takvom elektranom održat će se 2020 -ih. Dmitrij Makarov, direktor Instituta za reaktorske materijale (IRM, regija Sverdlovsk), rekao je novinarima još u aprilu 2016. godine da su prva letačka ispitivanja nuklearnog svemirskog pogona planirana za 2020 -e godine. Odgovarajući na pitanja novinara TASS-a, primijetio je da će u bliskoj budućnosti u Rusiji biti napravljen prototipni štand ovog uređaja na kopnu, a prva letačka ispitivanja u svemiru održat će se 2020-ih. Takva instalacija klase megavata omogućit će stvaranje moćnih električnih nuklearnih motora koji mogu ubrzati međuplanetarna vozila do ozbiljnih brzina. U sklopu ovog projekta, Rosatom stvara srce objekta - nuklearni reaktor.
Model reaktorskog postrojenja za nuklearnu elektranu klase megavata
Prema riječima Makarova, IRM je uspješno završio ispitivanja elemenata koji provode toplinu (TVEL) za ovu instalaciju, navodeći da su ispitani gorivni elementi u punoj veličini, koji se planiraju koristiti u takvim reaktorima. Makarov nema sumnje da će na temelju iskustva i stručnosti instituta Roscosmos i Rosatom biti moguće stvoriti pogonski sustav nuklearne energije koji će našoj zemlji omogućiti da dosegne ne samo najbliže, već i udaljene planete našeg Sunčevog sistema. Zapravo će se razviti platforma pomoću koje će biti moguće implementirati ozbiljne istraživačke programe usmjerene na proučavanje dubokog svemira.
Razvoj nuklearne elektrane u Rusiji ima sljedeće praktične prednosti. Prvo, ovo je značajno proširenje sposobnosti Rusije i čovječanstva općenito. Svemirski brod na nuklearni pogon učinit će putovanje ljudi na Mars i druge planete realnošću.
Drugo, takvi brodovi značajno će poboljšati ljudsku aktivnost u svemiru blizu zemlje, dajući stvarnu priliku za početak kolonizacije Mjeseca (već postoje projekti za izgradnju nuklearnih elektrana na Zemljinom satelitu). “Upotreba nuklearnih elektrana razmatra se za svemirske sisteme s velikom posadom, a ne za male svemirske letjelice koje mogu letjeti na drugim vrstama instalacija pomoću ionskih motora ili energije solarnog vjetra. Bit će moguće koristiti pogonske sustave nuklearne energije na međuorbitalnim tegljačima za višekratnu upotrebu. Na primjer, za pomicanje različitih tereta između niskih i visokih orbita, za obavljanje letova do asteroida. Također će biti moguće poslati ekspediciju na Mars ili stvoriti tegljač Mjeseca za višekratnu upotrebu”, kaže profesor Oleg Gorškov. Takvi brodovi mogu promijeniti cijelu ekonomiju istraživanja svemira. Kako napominju stručnjaci RSC Energia, lansirno vozilo na nuklearni pogon moći će smanjiti troškove lansiranja korisnog tereta u cirkulunarnu orbitu više od dva puta u odnosu na rakete opremljene raketnim motorima na tekuće gorivo.
Treće, ovaj razvoj su nove tehnologije i materijali koji će se zasigurno pojaviti tokom implementacije projekta. Mogu se uvesti u druge grane ruske industrije - mašinstvo, metalurgiju itd. Ovo je revolucionarni projekt koji, ako se uspješno provede, može dati novi zamah ruskoj ekonomiji.
