Vystosi vienas drąsiausių pastarųjų metų projektų kosmoso technologijų srityje, ir yra gerų naujienų priežasčių. Neseniai tapo žinoma apie projekto „Transporto ir energetikos modulis, pagrįstas megavatų klasės atomine elektrine“kūrimo užbaigimą. Dabar mokslininkai turi atlikti keletą vėlesnių darbų, o galutinis rezultatas bus visaverčio modulio, tinkamo naudoti, atsiradimas.
Darbo ataskaita
Liepos pabaigoje „Roskosmos“patvirtino 2018 metų ataskaitą, kurioje nurodytos pagrindinės veiklos sritys ir organizacijos sėkmė. Be kita ko, ataskaitoje minimas projektas „Transporto ir energetikos modulio, pagrįsto megavatų klasės atomine elektrine, sukūrimas“, sukurtas vykdant Valstybinę programą „Rusijos kosmoso veikla 2013–2020 m.“.
Remiantis ataskaita, šis projektas buvo baigtas pernai. Vykdant šį darbą buvo parengta projektinė dokumentacija, pagaminti ir išbandyti atskiri gaminiai. Kol mes kalbame apie būsimo transporto ir energijos modulio (TEM) prototipo išdėstymo komponentus.
Darbas kuriant TEM nesibaigia. Visa tolesnė veikla bus vykdoma pagal esamą federalinę kosmoso programą. Deja, „Roscosmos“ataskaitoje nepateikiama techninė informacija apie dabartinę TEM projektą, taip pat nenurodomas darbų atlikimo laikas. Tačiau šie duomenys žinomi iš kitų šaltinių.
Problemos istorija
Remiantis „Roscosmos“ataskaita, darbas su TEM tęsiamas ir netrukus turėtų pereiti į naują etapą. Tai reiškia, kad planai sukurti iš esmės naują raketų ir kosmoso technologiją, patvirtinti beveik prieš 10 metų, artimiausiu metu bus įgyvendinti.
2009 m. Buvo pasiūlyta transporto ir energetikos modulio, pagrįsto dabartine atomine elektrine (AE), idėja. Šio produkto kūrimą turėjo atlikti „Roscosmos“ir „Rosatom“įmonės. Pagrindinį vaidmenį šiame projekte atlieka raketų ir kosmoso korporacija „Energia“ir federalinė valstybinė vieninga įmonė „Keldysh Center“.
2010 metais prasidėjo projektas, prasidėjo pirmieji tyrimų ir projektavimo darbai. Tuo metu buvo teigiama, kad pagrindiniai atominės elektrinės komponentai ir TEM bus paruošti dešimtmečio pabaigoje. Preliminarus TEM projektas buvo parengtas 2013 m. 2014 m. Buvo pradėti atominės elektrinės komponentų ir ID-500 jonų variklio bandymai. Ateityje buvo gauta daug pranešimų apie įvairius darbus ir sėkmes. Buvo pastatyti ir išbandyti įvairūs atominės elektrinės ir TEM elementai, taip pat atlikta naujų technologijų taikymo sričių paieška.
Kuriant TEM projektą, vaizdai, rodantys apytikslę šio produkto išvaizdą, buvo reguliariai skelbiami atviruose šaltiniuose. Paskutinį kartą tokios medžiagos pasirodė praėjusių metų lapkritį. Įdomu, kad ši išvaizdos versija labai skyrėsi nuo ankstesnių, nors ir turėjo tam tikrų panašumų tarp pagrindinių savybių.
Techninės savybės
Transporto ir energijos modulis laikomas universalia transporto priemone, skirta dirbti kosmose tiek Žemės orbitose, tiek kitose trajektorijose. Su jo pagalba ateityje planuojama paleisti naudingąjį krovinį į orbitą arba nusiųsti kitiems dangaus kūnams. Be to, TEM gali būti naudojamas aptarnauti erdvėlaivius arba kovoti su kosminėmis šiukšlėmis.
TEM gaus slankiojančias nešančias santvaras, dėl kurių bus pateikti būtini matmenys. Ūkiuose siūloma sumontuoti maitinimo bloką su reaktoriaus įrenginiu, prietaisų ir surinkimo kompleksu, prijungimo prietaisais, saulės kolektoriais ir kt. Modulio uodegos skyriuje bus įrengti kruiziniai ir manevriniai elektriniai raketų varikliai. Naudinga apkrova bus gabenama naudojant prijungimo įrenginius.
Pagrindinis TEM komponentas yra megavatų klasės atominė elektrinė, sukurta nuo 2009 m. Įrenginio reaktorius turėtų būti išskirtas ypatingu atsparumu temperatūros apkrovoms, kuris yra susijęs su specialiais jo veikimo režimais. Aušinimo skysčiu buvo pasirinktas helio-ksenono mišinys. Įrenginio šiluminė galia sieks 3,8 MW, o elektros galia - 1 MW. Norint išmesti šilumos perteklių, siūloma naudoti lašinamąjį radiatorių šaldytuvą.
Elektra iš branduolinio įrenginio turi būti tiekiama į elektrinį raketinį variklį. Bandymo stadijoje yra perspektyvus joninis variklis ID-500. Naudojant iki 75%efektyvumą, jis turėtų rodyti 35 kW galią ir trauką iki 750 mN. 2017 m. Bandymų metu ID-500 gaminys stende dirbo 300 valandų 35 kW galia.
Remiantis ankstesnių metų duomenimis, darbinės padėties TEM ilgis bus didesnis nei 50–52 m, o skersmuo (atviroms santvaroms ir ant jų esantiems elementams) didesnis kaip 20 m. Masė yra ne mažesnė kaip 20 tonų. Arba kelios raketos su vėlesniu surinkimu. Tada naudingoji apkrova turi būti prijungta prie jos. Projektinis tarnavimo laikas, kurį riboja reaktoriaus tarnavimo laikas, yra 10 metų.
Puikios perspektyvos
Pagrindinis TEM su atomine elektrine bruožas, iš esmės skiriantis ją nuo kitų raketų ir kosmoso technologijų, yra didžiausias specifinis impulsas. Naudojant specialią elektrinę ir elektrinį raketinį variklį, galima gauti reikiamus traukos parametrus su minimaliomis branduolinio kuro sąnaudomis. Taigi TEM teoriškai sugeba išspręsti problemas, kurios nėra prieinamos tradicinėms raketų sistemoms, kurias varo cheminis kuras.
Dėl to tampa įmanoma aktyviau naudoti palaikančius ir manevrinius variklius viso skrydžio metu. Visų pirma tai leidžia naudoti palankesnius skrydžio takus į kitus dangaus kūnus. 10 metų tarnavimo laikas leidžia TEM naudoti kelis kartus įvairiose misijose, taip sumažinant jų organizavimo išlaidas. Apskritai, tokių sistemų kaip TEM su atomine elektrine atsiradimas suteiks kosmonautikai naujų galimybių visose pagrindinėse veiklos srityse.
Standartiniai TEM varikliai turi naudoti tik dalį elektros energijos, gaunamos iš gamybos sistemų. Atitinkamai išlieka didelė galios riba, tinkama naudoti tikslinei įrangai.
Tačiau yra ir reikšmingų trūkumų. Visų pirma, tai yra poreikis sukurti daugybę naujų technologijų ir bendras projekto sudėtingumas. Dėl to TEM sukūrimas reikalauja daug laiko ir tinkamo finansavimo. Taigi „Roscosmos“projektas buvo kuriamas maždaug 10 metų, tačiau praktinis gatavo TEM pritaikymas dar yra tolimoje ateityje. Bendra projekto kaina yra 17 milijardų rublių.
Naudojant atominę elektrinę įvairiuose etapuose atsiranda rimtų apribojimų. Pavyzdžiui, išbandyti gatavą atominę elektrinę arba visą TEM galima tik orbitose, o tai sumažins galimų avarinių situacijų padarytą žalą. Tas pats pasakytina apie paruošto transporto ir energijos modulio veikimą.
Artima ateitis
Naujausiomis žiniomis, sėkmingai baigtas rengti projektas „Transporto ir energetikos modulio, pagrįsto megavatų klasės atomine elektrine, sukūrimas“. Kai kurie maketai, reikalingi bandymams, jau paruošti. Ateinančiais metais „Roskosmos“ir „Rosatom“įmonės turės atlikti daugybę svarbių darbų su šiais ir kitais produktais.
Planuojama, kad TEM skrydžio prototipas bus pastatytas 2022–23 m. Po to turėtų prasidėti įvairūs bandymai, kurie užtruks keletą metų. Tikimasi, kad TEM operacija bus visiškai pradėta 2030 m.
Birželio pabaigoje tapo žinoma apie aikštelės paruošimą TEM veikimui. Tokia įranga bus paleista iš Vostochny kosmodromo. Ne taip seniai buvo paskelbtas konkursas erdvėlaiviams paruošti skirtų įrenginių ir transporto bei energetikos modulio sukūrimui ir statybai. Techninio komplekso projektinė dokumentacija turėtų būti parengta 2025–26 m. Statybas planuojama pradėti 2027 m., O eksploatuoti - 2030 m. Sutarties kaina - 13,2 mlrd.
Taigi įvairūs darbai pažangių raketų ir kosminių technologijų su atominėmis elektrinėmis tema bus tęsiami visą kitą dešimtmetį. Kai kurios organizacijos turės baigti kurti ir išbandyti transporto ir energetikos modulį, o kitos - paruoš infrastruktūrą jo veikimui. Remiantis visų šių darbų rezultatais, 2030 m. Rusijos kosmoso pramonė turės iš esmės naują technologiją su plačiomis galimybėmis. Tačiau dėl sudėtingų visų perspektyvios programos etapų tvarkaraštis gali pasikeisti.
