Un proiect ambițios rus ar putea da un nou impuls explorării spațiului
Unul dintre cele mai ambițioase proiecte sovieto-ruse în domeniul explorării spațiului este aproape de finalizare și intră în stadiul de implementare practică imediată. Vorbim despre crearea unei centrale nucleare de clasa megawați. Crearea și testarea unui astfel de motor poate schimba semnificativ starea de lucruri în spațiul apropiat Pământului.
Centrala nucleară de clasă megawați (NPP) este un proiect comun al unui grup de întreprinderi rusești care fac parte din Roskosmos și Rosatom. Acest proiect are ca scop dezvoltarea centralelor nucleare de clasa megawați. Este conceput special pentru a echipa o nouă navă spațială cu numele de lucru TEM (modul de transport și energie). Antreprenorul principal pentru proiectul de creare a unei centrale nucleare este Întreprinderea Unitară de Stat Federală „Centrul de cercetare numit după M.V. Keldysh” (Moscova). Scopul proiectului ambițios este de a aduce Rusia pe o poziție de lider în crearea de complexe energetice spațiale cu eficiență ridicată și capabile să rezolve o gamă impresionantă de sarcini în spațiul cosmic. De exemplu, explorarea Lunii, precum și a planetelor îndepărtate ale sistemului nostru solar, inclusiv crearea de baze automate pe acestea.
În prezent, zborurile spațiale în spațiul apropiat de Pământ sunt efectuate pe rachete, care sunt puse în mișcare prin arderea combustibilului lichid sau solid pentru rachete în motoarele lor. Propulsorul lichid este împărțit în oxidant și propulsor. Aceste componente se află în diferite rezervoare ale rachetei în stare lichidă. Amestecarea componentelor are loc deja în camera de ardere, de obicei cu ajutorul injectoarelor. Crearea presiunii din cauza funcționării unui sistem de deplasare sau turbopompe. În plus, componentele de propulsie sunt folosite pentru a răci duza motorului rachetei. Combustibilul solid pentru rachete este, de asemenea, împărțit în combustibil și oxidant, dar sunt sub forma unui amestec de solide.
În ultimele decenii, tehnologia de utilizare a acestor tipuri de combustibil pentru rachete a fost elaborată până la cel mai mic detaliu în multe țări. În același timp, oamenii de știință în domeniul rachetelor recunosc că dezvoltarea ulterioară a unor astfel de tehnologii este problematică. Anatoly Perminov, fostul șef al Agenției Spațiale Federale Ruse, a remarcat: „În linii mari, totul a fost stors din motoarele de rachete existente, fie că sunt combustibil lichid sau solid. Încercările de a-și crește impulsul, impulsul specific par a fi pur și simplu nepromițătoare. Pe acest fond, alte soluții tehnice sunt de interes. De exemplu, centralele nucleare, care pot oferi o creștere a forței și a impulsului specific de câteva ori. Anatoly Perminov a dat un exemplu de zbor spre Marte, căruia acum îi ia 1,5-2 ani pentru a zbura înainte și înapoi. Cu utilizarea unei centrale nucleare, timpul de zbor ar putea fi redus la 2-4 luni.
Ținând cont de acest lucru, în Rusia, din 2010, a fost implementat un proiect de creare a unui modul de transport spațial și energie bazat pe o centrală nucleară de clasă megawați care nu are analogi în lume. Ordinul corespunzător a fost semnat de Dmitri Medvedev. Până în 2018, s-a planificat alocarea a 17 miliarde de ruble de la bugetul federal, Roskosmos și Rosatom pentru implementarea acestui proiect, 7,2 miliarde de ruble din această sumă au fost alocate de către corporația de stat Rosatom pentru crearea unei centrale de reactoare (Cercetare științifică și Design Institute Dollezhal Power Engineering), 4 miliarde de ruble - Centrului Keldysh pentru dezvoltarea unei centrale nucleare, 5,8 miliarde de ruble - RSC Energia, care trebuia să creeze un modul de transport și energie. În conformitate cu noul program spațial federal din 2016-2025, lucrările suplimentare la proiect au prevăzut alocarea a încă 22 miliarde 890 milioane ruble.
Toate aceste lucrări sunt efectuate în Rusia, nu de la zero. Posibilitatea utilizării energiei nucleare în spațiu a fost luată în considerare încă de la mijlocul anilor 50 de specialiști interni proeminenți precum Keldysh, Kurchatov și Korolev. Numai din 1970 până în 1988, Uniunea Sovietică a lansat în spațiu peste 30 de sateliți de recunoaștere, care au fost echipați cu centrale nucleare de mică putere de tip Topaz și Buk. Acești sateliți au fost utilizați pentru a crea un sistem de supraveghere pe orice vreme pentru ținte de suprafață din oceane, precum și pentru a emite desemnarea țintei cu transmisie către posturile de comandă sau transportatorii. arme - sisteme de recunoaștere a spațiului marin și desemnarea țintei „Legendă” (1978). De asemenea, în perioada 1960-1980, în țara noastră a fost dezvoltat un motor de rachetă nucleară și testat la locul de testare de la Semipalatinsk, a informat agenția TASS.
Experții identifică următoarele avantaje ale centralelor nucleare:
- Capacitatea de a zbura pe Marte în 1,5 luni și de a reveni înapoi, în timp ce un zbor cu motoare de rachetă convenționale poate dura până la 1,5 ani fără a putea reveni înapoi.
— Noi oportunități în studiul spațiului din apropierea Pământului.
- Capacitatea de a manevra și accelera, spre deosebire de instalațiile care pot doar să accelereze și apoi să zboare de-a lungul unei anumite traiectorii.
- Costuri reduse de întreținere, care se realizează datorită resurselor mari, este posibilă funcționarea de 10 ani.
- O creștere semnificativă a masei sarcinii utile puse pe orbită din cauza absenței rezervoarelor mari de combustibil.
La 20 iulie 2014, a fost primit un brevet al Federației Ruse sub numărul RU2522971 pentru o „Centrală de propulsie nucleară” (NPP), scris de academicianul A. S. Koroteev., SA „NIKIET”, numit după ce Dollezhal a prezentat un model de reactor. centrală pentru o centrală nucleară de clasă megawați. Se știe că centrala nucleară aflată în curs de dezvoltare în țara noastră este formată din trei elemente principale: o centrală reactor cu un fluid de lucru și dispozitive auxiliare, precum un turbogenerator-compresor și un schimbător de căldură-recuperator; un sistem electric de propulsie a rachetei și un frigider-radiator (un sistem de descărcare a căldurii în spațiu). Având în vedere progresul lucrărilor, se poate observa că Federația Rusă are toate șansele să fie prima care lansează o navă spațială pe orbită, care va fi echipată cu o centrală nucleară.
Este planificat ca modelul centralelor nucleare din fier pentru testare să fie creat până în 2019. Iar primele zboruri spațiale folosind o astfel de centrală vor avea loc în anii 2020. Faptul că primele teste de zbor ale unui sistem de propulsie spațială nucleară sunt programate pentru anii 2020 a fost spus jurnaliștilor încă din aprilie 2016 de Dmitri Makarov, care este directorul Institutului de Materiale pentru Reactoare (IRM, Regiunea Sverdlovsk). Răspunzând la întrebările jurnaliștilor TASS, el a menționat că în viitorul apropiat va fi creat un prototip la sol al acestui dispozitiv în Rusia, iar primele teste de zbor în spațiu vor avea loc în anii 2020. O astfel de instalație de clasă megawați va face posibilă formarea de motoare nucleare electrice puternice care pot accelera vehiculele interplanetare la viteze mari. Ca parte a lucrărilor la acest proiect, Rosatom creează inima instalației - un reactor nuclear.
Potrivit lui Makarov, IRM a finalizat cu succes testarea elementelor conductoare de căldură (TVEL) pentru această instalație, precizând că au fost testate elementele de combustibil la scară largă, care sunt planificate a fi utilizate în astfel de reactoare. Makarov nu are nicio îndoială că, pe baza experienței și competenței existente a institutelor Roskosmos și Rosatom, va fi posibilă crearea unei centrale nucleare care să permită țării noastre să ajungă nu numai la cele mai apropiate, ci și la cele mai îndepărtate planete ale noastre solare. sistem. De altfel, va fi dezvoltată o platformă cu ajutorul căreia se va putea implementa programe serioase de cercetare care vizează studierea spațiului adânc.
Dezvoltarea centralelor nucleare în Rusia are următoarele beneficii practice. În primul rând, este o extindere semnificativă a capacităților Rusiei și a umanității în general. Navele spațiale echipate cu o centrală nucleară vor transforma călătoria oamenilor către Marte și alte planete în realitate.
În al doilea rând, astfel de nave vor face posibilă intensificarea semnificativă a activității umane în spațiul apropiat Pământului, oferind o oportunitate reală de a începe colonizarea Lunii (există deja proiecte de construire a centralelor nucleare pe satelitul Pământului). „Utilizarea centralelor nucleare este luată în considerare pentru sisteme spațiale mari cu echipaj, și nu pentru nave spațiale mici care pot zbura pe alte tipuri de instalații folosind motoare ionice sau energie solară eoliană. Va fi posibilă utilizarea centralelor nucleare pe remorchere interorbitale reutilizabile. De exemplu, pentru a muta diverse încărcături între orbite joase și înalte, pentru a zbura către asteroizi. De asemenea, va fi posibil să trimiteți o expediție pe Marte sau să creați un remorcher lunar reutilizabil”, spune profesorul Oleg Gorshkov. Astfel de nave sunt capabile să schimbe întreaga economie a explorării spațiului. După cum notează specialiștii RSC Energia, un vehicul de lansare cu propulsie nucleară va putea reduce costul lansării unei sarcini utile pe o orbită lunară de peste două ori în comparație cu rachetele echipate cu motoare rachete lichide.
În al treilea rând, această dezvoltare este noile tehnologii și materiale care vor apărea cu siguranță pe parcursul proiectului. Ele pot fi introduse în alte ramuri ale industriei ruse - inginerie mecanică, metalurgie etc. Acesta este un proiect inovator, care, dacă este implementat cu succes, poate da un nou impuls economiei ruse.
Surse de informații:
http://expert.ru/2013/01/31/vyijti-iz-tupika
https://lenta.ru/news/2016/04/26/nuclear
http://tass.ru/kosmos/3238375
https://riafan.ru/998650-rossiya-pervoi-vyvedet-na-orbitu-yadernyi-kosmicheskii-korabl
Materiale din surse deschise
Centrala nucleară de clasă megawați (NPP) este un proiect comun al unui grup de întreprinderi rusești care fac parte din Roskosmos și Rosatom. Acest proiect are ca scop dezvoltarea centralelor nucleare de clasa megawați. Este conceput special pentru a echipa o nouă navă spațială cu numele de lucru TEM (modul de transport și energie). Antreprenorul principal pentru proiectul de creare a unei centrale nucleare este Întreprinderea Unitară de Stat Federală „Centrul de cercetare numit după M.V. Keldysh” (Moscova). Scopul proiectului ambițios este de a aduce Rusia pe o poziție de lider în crearea de complexe energetice spațiale cu eficiență ridicată și capabile să rezolve o gamă impresionantă de sarcini în spațiul cosmic. De exemplu, explorarea Lunii, precum și a planetelor îndepărtate ale sistemului nostru solar, inclusiv crearea de baze automate pe acestea.
În prezent, zborurile spațiale în spațiul apropiat de Pământ sunt efectuate pe rachete, care sunt puse în mișcare prin arderea combustibilului lichid sau solid pentru rachete în motoarele lor. Propulsorul lichid este împărțit în oxidant și propulsor. Aceste componente se află în diferite rezervoare ale rachetei în stare lichidă. Amestecarea componentelor are loc deja în camera de ardere, de obicei cu ajutorul injectoarelor. Crearea presiunii din cauza funcționării unui sistem de deplasare sau turbopompe. În plus, componentele de propulsie sunt folosite pentru a răci duza motorului rachetei. Combustibilul solid pentru rachete este, de asemenea, împărțit în combustibil și oxidant, dar sunt sub forma unui amestec de solide.
În ultimele decenii, tehnologia de utilizare a acestor tipuri de combustibil pentru rachete a fost elaborată până la cel mai mic detaliu în multe țări. În același timp, oamenii de știință în domeniul rachetelor recunosc că dezvoltarea ulterioară a unor astfel de tehnologii este problematică. Anatoly Perminov, fostul șef al Agenției Spațiale Federale Ruse, a remarcat: „În linii mari, totul a fost stors din motoarele de rachete existente, fie că sunt combustibil lichid sau solid. Încercările de a-și crește impulsul, impulsul specific par a fi pur și simplu nepromițătoare. Pe acest fond, alte soluții tehnice sunt de interes. De exemplu, centralele nucleare, care pot oferi o creștere a forței și a impulsului specific de câteva ori. Anatoly Perminov a dat un exemplu de zbor spre Marte, căruia acum îi ia 1,5-2 ani pentru a zbura înainte și înapoi. Cu utilizarea unei centrale nucleare, timpul de zbor ar putea fi redus la 2-4 luni.
Ținând cont de acest lucru, în Rusia, din 2010, a fost implementat un proiect de creare a unui modul de transport spațial și energie bazat pe o centrală nucleară de clasă megawați care nu are analogi în lume. Ordinul corespunzător a fost semnat de Dmitri Medvedev. Până în 2018, s-a planificat alocarea a 17 miliarde de ruble de la bugetul federal, Roskosmos și Rosatom pentru implementarea acestui proiect, 7,2 miliarde de ruble din această sumă au fost alocate de către corporația de stat Rosatom pentru crearea unei centrale de reactoare (Cercetare științifică și Design Institute Dollezhal Power Engineering), 4 miliarde de ruble - Centrului Keldysh pentru dezvoltarea unei centrale nucleare, 5,8 miliarde de ruble - RSC Energia, care trebuia să creeze un modul de transport și energie. În conformitate cu noul program spațial federal din 2016-2025, lucrările suplimentare la proiect au prevăzut alocarea a încă 22 miliarde 890 milioane ruble.
Toate aceste lucrări sunt efectuate în Rusia, nu de la zero. Posibilitatea utilizării energiei nucleare în spațiu a fost luată în considerare încă de la mijlocul anilor 50 de specialiști interni proeminenți precum Keldysh, Kurchatov și Korolev. Numai din 1970 până în 1988, Uniunea Sovietică a lansat în spațiu peste 30 de sateliți de recunoaștere, care au fost echipați cu centrale nucleare de mică putere de tip Topaz și Buk. Acești sateliți au fost utilizați pentru a crea un sistem de supraveghere pe orice vreme pentru ținte de suprafață din oceane, precum și pentru a emite desemnarea țintei cu transmisie către posturile de comandă sau transportatorii. arme - sisteme de recunoaștere a spațiului marin și desemnarea țintei „Legendă” (1978). De asemenea, în perioada 1960-1980, în țara noastră a fost dezvoltat un motor de rachetă nucleară și testat la locul de testare de la Semipalatinsk, a informat agenția TASS.
Reactorul nuclear-convertor „Topaz” (dispoziție redusă)
Experții identifică următoarele avantaje ale centralelor nucleare:
- Capacitatea de a zbura pe Marte în 1,5 luni și de a reveni înapoi, în timp ce un zbor cu motoare de rachetă convenționale poate dura până la 1,5 ani fără a putea reveni înapoi.
— Noi oportunități în studiul spațiului din apropierea Pământului.
- Capacitatea de a manevra și accelera, spre deosebire de instalațiile care pot doar să accelereze și apoi să zboare de-a lungul unei anumite traiectorii.
- Costuri reduse de întreținere, care se realizează datorită resurselor mari, este posibilă funcționarea de 10 ani.
- O creștere semnificativă a masei sarcinii utile puse pe orbită din cauza absenței rezervoarelor mari de combustibil.
La 20 iulie 2014, a fost primit un brevet al Federației Ruse sub numărul RU2522971 pentru o „Centrală de propulsie nucleară” (NPP), scris de academicianul A. S. Koroteev., SA „NIKIET”, numit după ce Dollezhal a prezentat un model de reactor. centrală pentru o centrală nucleară de clasă megawați. Se știe că centrala nucleară aflată în curs de dezvoltare în țara noastră este formată din trei elemente principale: o centrală reactor cu un fluid de lucru și dispozitive auxiliare, precum un turbogenerator-compresor și un schimbător de căldură-recuperator; un sistem electric de propulsie a rachetei și un frigider-radiator (un sistem de descărcare a căldurii în spațiu). Având în vedere progresul lucrărilor, se poate observa că Federația Rusă are toate șansele să fie prima care lansează o navă spațială pe orbită, care va fi echipată cu o centrală nucleară.
Este planificat ca modelul centralelor nucleare din fier pentru testare să fie creat până în 2019. Iar primele zboruri spațiale folosind o astfel de centrală vor avea loc în anii 2020. Faptul că primele teste de zbor ale unui sistem de propulsie spațială nucleară sunt programate pentru anii 2020 a fost spus jurnaliștilor încă din aprilie 2016 de Dmitri Makarov, care este directorul Institutului de Materiale pentru Reactoare (IRM, Regiunea Sverdlovsk). Răspunzând la întrebările jurnaliștilor TASS, el a menționat că în viitorul apropiat va fi creat un prototip la sol al acestui dispozitiv în Rusia, iar primele teste de zbor în spațiu vor avea loc în anii 2020. O astfel de instalație de clasă megawați va face posibilă formarea de motoare nucleare electrice puternice care pot accelera vehiculele interplanetare la viteze mari. Ca parte a lucrărilor la acest proiect, Rosatom creează inima instalației - un reactor nuclear.
Modelul unei centrale de reactor pentru o centrală nucleară de clasă megawați
Potrivit lui Makarov, IRM a finalizat cu succes testarea elementelor conductoare de căldură (TVEL) pentru această instalație, precizând că au fost testate elementele de combustibil la scară largă, care sunt planificate a fi utilizate în astfel de reactoare. Makarov nu are nicio îndoială că, pe baza experienței și competenței existente a institutelor Roskosmos și Rosatom, va fi posibilă crearea unei centrale nucleare care să permită țării noastre să ajungă nu numai la cele mai apropiate, ci și la cele mai îndepărtate planete ale noastre solare. sistem. De altfel, va fi dezvoltată o platformă cu ajutorul căreia se va putea implementa programe serioase de cercetare care vizează studierea spațiului adânc.
Dezvoltarea centralelor nucleare în Rusia are următoarele beneficii practice. În primul rând, este o extindere semnificativă a capacităților Rusiei și a umanității în general. Navele spațiale echipate cu o centrală nucleară vor transforma călătoria oamenilor către Marte și alte planete în realitate.
În al doilea rând, astfel de nave vor face posibilă intensificarea semnificativă a activității umane în spațiul apropiat Pământului, oferind o oportunitate reală de a începe colonizarea Lunii (există deja proiecte de construire a centralelor nucleare pe satelitul Pământului). „Utilizarea centralelor nucleare este luată în considerare pentru sisteme spațiale mari cu echipaj, și nu pentru nave spațiale mici care pot zbura pe alte tipuri de instalații folosind motoare ionice sau energie solară eoliană. Va fi posibilă utilizarea centralelor nucleare pe remorchere interorbitale reutilizabile. De exemplu, pentru a muta diverse încărcături între orbite joase și înalte, pentru a zbura către asteroizi. De asemenea, va fi posibil să trimiteți o expediție pe Marte sau să creați un remorcher lunar reutilizabil”, spune profesorul Oleg Gorshkov. Astfel de nave sunt capabile să schimbe întreaga economie a explorării spațiului. După cum notează specialiștii RSC Energia, un vehicul de lansare cu propulsie nucleară va putea reduce costul lansării unei sarcini utile pe o orbită lunară de peste două ori în comparație cu rachetele echipate cu motoare rachete lichide.
În al treilea rând, această dezvoltare este noile tehnologii și materiale care vor apărea cu siguranță pe parcursul proiectului. Ele pot fi introduse în alte ramuri ale industriei ruse - inginerie mecanică, metalurgie etc. Acesta este un proiect inovator, care, dacă este implementat cu succes, poate da un nou impuls economiei ruse.
Surse de informații:
http://expert.ru/2013/01/31/vyijti-iz-tupika
https://lenta.ru/news/2016/04/26/nuclear
http://tass.ru/kosmos/3238375
https://riafan.ru/998650-rossiya-pervoi-vyvedet-na-orbitu-yadernyi-kosmicheskii-korabl
Materiale din surse deschise
informații