Vienas ambicingiausių sovietų ir rusų projektų kosminių tyrimų srityje yra beveik baigtas ir artėja prie greito praktinio įgyvendinimo etapo. Mes kalbame apie megavatų klasės atominės elektrinės kūrimą. Tokio variklio sukūrimas ir bandymas gali žymiai pakeisti situaciją beveik žemės erdvėje.
Megavatų klasės atominė elektrinė (AE) yra bendras Rusijos įmonių grupės, priklausančios „Roscosmos“ir „Rosatom“, projektas. Šiuo projektu siekiama sukurti megavatų klasės atominę elektrinę. Jis sukurtas specialiai naujam erdvėlaiviui įrengti darbiniu pavadinimu TEM (transporto ir energijos modulis). Pagrindinis atominės elektrinės kūrimo projekto vykdytojas yra federalinė valstybinė vieninga įmonė „Tyrimų centras, pavadintas M. V. Keldišo vardu“(Maskva). Šio plataus užmojo projekto tikslas - užimti Rusiją pirmaujančią vietą kuriant energetikos kompleksus, skirtus kosminiams tikslams, kurie yra labai efektyvūs ir gali išspręsti įspūdingą spektrą užduočių kosmose. Pavyzdžiui, Mėnulio, taip pat tolimų mūsų Saulės sistemos planetų tyrinėjimas, įskaitant automatinių jų bazių kūrimą.
Šiuo metu kosminiai skrydžiai beveik žemės erdvėje vykdomi raketomis, kurios paleidžiamos dėl to, kad jų varikliuose dega skystas ar kietas raketinis kuras. Skystas raketų kuras skirstomas į oksidatorių ir kurą. Šie komponentai yra įvairiose raketos talpyklose skystoje būsenoje. Komponentai maišomi jau degimo kameroje, dažniausiai naudojant purkštukus. Slėgis susidaro dėl darbinio arba turbo siurblio sistemos darbo. Be to, raketinio kuro komponentai naudojami raketų variklio antgaliui atvėsinti. Kietasis raketinis kuras taip pat skirstomas į kurą ir oksidatorių, tačiau jie yra kietų medžiagų mišinio pavidalu.
Per pastaruosius dešimtmečius šių tipų raketinio kuro naudojimo technologija daugelyje šalių buvo ištobulinta iki smulkmenų. Tuo pačiu metu patys raketų mokslininkai pripažįsta, kad tolesnė tokių technologijų plėtra yra problematiška. Buvęs Rusijos federalinės kosmoso agentūros vadovas Anatolijus Perminovas pažymėjo: „Grubiai tariant, viskas buvo išspausta iš esamų raketų variklių, nesvarbu, ar jie skysti, ar kieti. Bandymai padidinti jų trauką, specifinį impulsą atrodo tiesiog beviltiški “. Atsižvelgiant į tai, domina kiti techniniai sprendimai. Pavyzdžiui, atominės elektrinės, kurios kartais gali padidinti trauką ir specifinius impulsus. Anatolijus Perminovas pateikė skrydžio į Marsą pavyzdį, į kurį dabar reikia skristi 1, 5-2 metus ten ir atgal. Naudojant branduolinę varomąją sistemą, skrydžio laikas gali būti sutrumpintas iki 2–4 mėnesių.
Atsižvelgiant į tai, Rusijoje nuo 2010 m. Vykdomas projektas, kuriuo siekiama sukurti kosminio transporto ir elektros modulį, pagrįstą pasaulyje analogų neturinčia megavatų klasės atomine elektrine. Atitinkamą įsakymą pasirašė Dmitrijus Medvedevas. Šiam projektui įgyvendinti iki 2018 m. Iš federalinio biudžeto „Roscosmos“ir „Rosatom“buvo planuota skirti 17 milijardų rublių, 7,2 milijardo rublių iš šios sumos buvo skirta valstybinei korporacijai „Rosatom“reaktoriaus įrenginio sukūrimui (Tyrimai ir dizaino institutas Dollezhal Energy Technicians), 4 milijardai rublių - Keldyšo centrui, kuriant branduolinės jėgos varomąją sistemą, 5,8 milijardo rublių - RSC Energia, kuri turėjo sukurti transporto ir energetikos modulį. Remiantis nauja federaline kosmoso programa 2016–2025 m. Tolesniam projekto darbui, buvo numatyta skirti dar 22 milijardus 890 milijonų rublių.
Visi šie darbai Rusijoje atliekami ne nuo nulio. Apie galimybę naudoti branduolinę energiją kosmose nuo penktojo dešimtmečio vidurio svarstė tokie žymūs Rusijos specialistai kaip Keldyshas, Kurchatovas ir Korolevas. Vien nuo 1970 iki 1988 metų Sovietų Sąjunga į kosmosą paleido daugiau nei 30 žvalgybinių palydovų, kuriuose buvo įrengtos mažos galios atominės elektrinės, tokios kaip „Topaz“ir „Buk“. Šie palydovai buvo naudojami siekiant sukurti bet kokiu oru stebėjimo sistemą, skirtą paviršiniams taikiniams visame Pasaulio vandenyno akvatorijoje, taip pat išduoti taikinių žymėjimą, perduodant juos į valdymo postus ar ginklų nešėjus - „Legend“jūrų kosmoso žvalgybą ir taikinį paskyrimo sistema (1978). Taip pat laikotarpiu nuo 1960 iki 1980 metų Semipalatinsko poligone mūsų šalyje buvo sukurtas ir išbandytas branduolinis raketinis variklis, pranešė agentūra TASS.
Branduolinio reaktoriaus keitiklis „Topaz“(sumažintas modelis)
Ekspertai pabrėžia šiuos branduolinės jėgos varomųjų sistemų privalumus:
- Galimybė skristi į Marsą per 1, 5 mėnesius ir grįžti atgal, o skrydis naudojant įprastus raketinius variklius gali užtrukti iki 1, 5 metų be galimybės grįžti.
- Naujos galimybės artimos žemės erdvei tirti.
- Gebėjimas manevruoti ir pagreitinti, priešingai nei įrenginiai, kurie gali tik įsibėgėti ir tada skristi tam tikra trajektorija.
- Sumažinant priežiūros išlaidas, kurios pasiekiamos dėl didelių išteklių, galima 10 metų eksploatacija.
- Didelis naudingosios apkrovos masės padidėjimas į orbitą, nes nėra didelių degalų bakų.
2014 m. Liepos 20 d. Buvo gautas Rusijos Federacijos patentas numeriu RU2522971 „Branduolinei jėgainei“(AE), autorius akademikas A. Korotejevas. Vėliau parodoje „Valstybės užsakymas - už sąžiningus pirkimus“. 2016 “, UAB„ NIKIET “, pavadinta Dollezhalio vardu, pristatė megavatų klasės atominės elektrinės reaktoriaus modelį. Yra žinoma, kad mūsų šalyje kuriama atominė elektrinė susideda iš trijų pagrindinių elementų: reaktoriaus įrenginio su darbiniu skysčiu ir pagalbinių įtaisų, tokių kaip turbinos generatorius-kompresorius ir šilumokaitis-rekuperatorius; elektrinė raketų varomoji sistema ir radiatorių šaldytuvas (sistema, skirta šilumai išmesti į kosmosą). Atsižvelgiant į darbo eigą, galima pastebėti, kad Rusijos Federacija turi visas galimybes pirmoji į orbitą paleisti erdvėlaivį, kuriame bus įrengta atominė elektrinė.
Planuojama, kad atominės elektrinės modelis geležyje bandymams bus sukurtas iki 2019 m. O pirmieji skrydžiai į kosmosą naudojant tokią elektrinę įvyks 2020 -aisiais. Reaktorių medžiagų instituto (IRM, Sverdlovsko sritis) direktorius Dmitrijus Makarovas dar 2016 m. Balandžio mėn. Žurnalistams sakė, kad pirmieji branduolinės erdvės varomosios sistemos skrydžio bandymai buvo suplanuoti 2020 -aisiais. Atsakydamas į TASS žurnalistų klausimus, jis pažymėjo, kad artimiausiu metu Rusijoje bus sukurtas antžeminis šio įrenginio prototipo stendas, o pirmieji skrydžio bandymai kosmose vyks 2020-aisiais. Toks megavatų klasės įrengimas leis suformuoti galingus elektrinius branduolinius variklius, kurie gali pagreitinti tarpplanetines transporto priemones iki rimto greičio. Vykdydama šį projektą, „Rosatom“kuria objekto širdį - branduolinį reaktorių.
Megavatų klasės atominės elektrinės reaktoriaus modelis
Pasak Makarovo, IRM sėkmingai baigė šio įrenginio šilumą laidžių elementų (TVEL) bandymus, nurodydamas, kad buvo išbandyti viso masto kuro elementai, kuriuos planuojama naudoti tokiuose reaktoriuose. Makarovas neabejoja, kad remiantis „Roscosmos“ir „Rosatom“institutų patirtimi ir kompetencija bus galima sukurti branduolinės jėgos varomąją sistemą, kuri leistų mūsų šaliai pasiekti ne tik artimiausias, bet ir tolimas mūsų Saulės sistemos planetas. Tiesą sakant, bus sukurta platforma, kurios pagalba bus galima įgyvendinti rimtas mokslinių tyrimų programas, skirtas giliai erdvei ištirti.
Branduolinės elektrinės plėtra Rusijoje turi tokią praktinę naudą. Pirma, tai yra reikšmingas Rusijos ir apskritai žmonijos galimybių išplėtimas. Branduoliniai kosminiai laivai pavers žmonių keliones į Marsą ir kitas planetas realybe.
Antra, tokie laivai žymiai sustiprins žmogaus veiklą beveik Žemės erdvėje, suteikdami realią galimybę pradėti kolonizuoti Mėnulį (Žemės palydove jau yra projektų atominėms elektrinėms statyti). „Svarstoma apie galimybę naudoti atomines elektrines didelėms pilotuojamoms kosmoso sistemoms, o ne mažiems erdvėlaiviams, galintiems skristi kitokio tipo įrenginiais, naudojant joninius variklius ar saulės vėjo energiją. Ant daugkartinio naudojimo tarpkaitalių vilkikų bus galima naudoti branduolinės jėgainės varomąsias sistemas. Pavyzdžiui, perkelti įvairius krovinius tarp žemos ir aukštos orbitos, atlikti skrydžius į asteroidus. Taip pat bus galima nusiųsti ekspediciją į Marsą arba sukurti daugkartinį Mėnulio vilkiką “, - sako profesorius Olegas Gorškovas. Tokie laivai gali pakeisti visą kosmoso tyrimų ekonomiką. Kaip pastebi „RSC Energia“specialistai, branduolinė varomoji raketa galės daugiau nei du kartus sumažinti naudingo krovinio paleidimo į apskritimo mėnulio orbitą išlaidas, palyginti su raketomis, kuriose sumontuoti skystojo kuro raketų varikliai.
Trečia, tai yra naujos technologijos ir medžiagos, kurios tikrai atsiras įgyvendinant projektą. Jie gali būti pristatyti į kitas Rusijos pramonės šakas - mašinų inžineriją, metalurgiją ir kt. Tai yra proveržio projektas, kuris sėkmingai įgyvendinus gali suteikti naują impulsą Rusijos ekonomikai.
