viktormaclaud Машиностроительный завод» в подмосковной Электростали специалисты собрали первый тепловыделяющий элемент (ТВЭЛ) штатной конструкции для космической ядерной электродвигательной установки (ЯЭДУ).Об этом сообщает пресс-служба Госкорпорации «Росатом». Главным конструктором реакторной установки является ОАО «НИКИЭТ».Работы ведутся в рамках реализации проекта «Создание транспортно-энергетического модуля на основе ЯЭДУ мегаваттного класса». По словам директора и генерального конструктора ОАО «НИКИЭТ» Юрия Драгунова, согласно плану ЯЭДУ должна быть готова в 2018 году, пишет Лента.В части реакторной установки, в части объема работ Госкорпорации «Росатом» все идет по плану, в соответствии с дорожной картой», — сказал Драгунов. ЯЭДУ планируется использовать для дальних космических полетов и длительной работы на орбите. В частности, создание этой установки позволит резко сократить временной отрезок, необходимый для марсианской экспедиции. Проект ЯЭДУ утвердила в 2009 году Комиссия по модернизации и технологическому развитию экономики России при президенте России. Эскизное проектирование было завершено к 2012 году.Это скачок в будущее. Этот двигатель позволит нам высадиться первыми на Марс, и вернуться назад. Это скачок уже в 22 век, отрыв от всех остальных. Сегодня Россия пытается доминировать в космической отрасли, строятся новые космодромы и ракеты. Надеюсь, нам удастся вернуть величие некогда былой советской космонавтики"
+
"Эксперт"
Уже в конце нынешнего десятилетия в России может быть создан космический корабль для межпланетных путешествий на ядерной тяге. И это резко изменит ситуацию и в околоземном пространстве, и на самой Земле.
Сама ЯЭДУ будет готова к полету в 2018 году. Об этом сообщил директор Центра имени Келдыша, академик Анатолий Коротеев. «Мы должны подготовить первый образец (ядерной энергетической установки мегаваттного класса. – Прим. "Эксперта Online") к летно-конструкторским испытаниям в 2018 году. Полетит она или нет, это другое дело, там может быть очередь, но она должна быть готова к полету», – передало его слова РИА «Новости». Сказанное означает, что один из самых амбициозных советско-российских проектов в области освоения космоса вступает в фазу непосредственной практической реализации.
В 2010 году президентом России, а ныне премьер-министром Дмитрием Медведевым было дано распоряжение к концу этого десятилетия создать в нашей стране космический транспортно-энергетический модуль на основе ядерной энергетической установки мегаваттного класса. На разработку этого проекта до 2018 года из средств федерального бюджета, «Роскосмоса» и «Росатома» запланировано выделить 17 млрд рублей. 7,2 млрд из этой суммы выделено госкопорации «Росатом» на создание реакторной установки (этим занимается Научно-исследовательский и конструкторский институт энерготехники имени Доллежаля), 4 млрд – Центру имени Келдыша на создание ядерной энергодвигательной установки. 5,8 млрд рублей предназначается РКК «Энергия» для создания транспортно-энергетического модуля, то есть, проще говоря, ракеты-корабля.
Какая практическая польза России от этих разработок? Эта польза намного превышает те 17 млрд рублей, которые государство намерено потратить до 2018 года на создание ракеты-носителя с ядерной силовой установкой на борту мощностью 1 МВт. Во-первых, это резкое расширение возможностей нашей страны и человечества вообще. Космический корабль с ядерным двигателем дает реальные возможности людям совершить путешествие к Марсу и другим планетам.
Во-вторых, такие корабли позволяют резко активизировать деятельность и в околоземном пространстве и дают реальную возможность началу колонизации Луны (уже есть проекты строительства на спутнике Земли атомных станций). «Использование ядерных энергодвигательных установок рассматривается для больших пилотируемых систем, а не для малых космических аппаратов, которые могут летать на других типах установок, использующих ионные двигатели или энергию солнечного ветра. Использовать ЯЭДУ с ионными двигателями можно на межорбитальном многоразовом буксире. К примеру, возить грузы между низкими и высокими орбитами, осуществлять полеты к астероидам. Можно создать многоразовый лунный буксир или отправить экспедицию на Марс», – считает профессор Олег Горшков. Подобные корабли резко меняют экономику освоения космоса. По расчетам специалистов РКК «Энергия», ракета-носитель на ядерной тяге обеспечивает снижение стоимости выведения полезного груза на окололунную орбиту более чем в два раза по сравнению с жидкостными ракетными двигателями. В-третьих, это новые материалы и технологии, которые будут созданы в ходе реализации этого проекта и затем внедрены в другие отрасли промышленности – металлургию, машиностроение и т.д. То есть это один из таких прорывных проектов, которые реально могут толкнуть вперед и российскую, и мировую экономику.
russkiy-malchik.livejournal.com
Россия была и сейчас остается лидером в области ядерной космической энергетики. Опыт проектирования, строительства, запуска и эксплуатации космических аппаратов, оснащенных ядерным источником электроэнергии, имеют такие организации, как РКК «Энергия» и «Роскосмос». Ядерный двигатель позволяет эксплуатировать летательные аппараты многие годы, многократно повышая их практическую пригодность.
Историческая летопись
Использование ядерной энергетики в космосе перестало быть фантастикой еще в 70-х годах прошедшего столетия. Первые ядерные двигатели в 1970-1988 запускались в космос и успешно эксплуатировались на космических аппаратах (КА) наблюдения «УС-А». В них применялась система с термоэлектрической ядерно-энергетической установкой (ЯЭУ) «Бук» электрической мощностью 3 кВт.
В 1987-1988 два аппарата «Плазма-А» с термоэмиссионной ЯЭУ «Топаз» мощностью 5 кВт прошли летно-космические испытания, во время которых впервые было осуществлено питание электроракетных двигателей (ЭРД) от ядерного источника энергии.
Выполнен комплекс наземных ядерно-энергетических испытаний термоэмиссионной ядерной установкой «Енисей» мощностью 5 кВт. На основе этих технологий разработаны проекты термоэмиссионных ЯЭУ мощностью 25-100 кВт.
МБ «Геркулес»
РКК «Энергия» в 70-х приступила к научно-практическим изысканиям, целью которых было создать мощный ядерный космический двигатель для межорбитального буксира (МБ) «Геркулес». Работы позволили сделать задел на многие годы в части ядерной электроракетной двигательной установки (ЯЭРДУ) с термоэмиссионной ЯЭУ мощностью несколько – сотен киловатт и электроракетных двигателей единичной мощностью десятки и сотни киловатт.
Проектные параметры МБ «Геркулес»:
полезная электрическая мощность ЯЭУ – 550 кВт;
удельный импульс ЭРДУ – 30 км/с; тяга ЭРДУ – 26 Н;
ресурс ЯЭУ и ЭРДУ – 16 000 ч;
рабочее тело ЭРДУ – ксенон; масса (сухая) буксира – 14,5-15,7 т, в том числе ЯЭУ – 6,9 т.
Новейшее время
В XXI веке настало время создать новый ядерный двигатель для космоса. В октябре 2009 года на заседании Комиссии при президенте РФ по модернизации и технологическому развитию экономики России был официально утвержден новый российский проект «Создание транспортно-энергетического модуля с использованием ядерной энергодвигательной установки мегаваттного класса». Головными разработчиками являются:
Реакторной установки – ОАО «НИКИЭТ».
Ядерно-энергетической установки с газотурбинной схемой преобразования энергии, ЭРДУ на основе ионных электроракетных двигателей и ЯЭРДУ в целом – ГНЦ «Исследовательский центр им. М. В. Келдыша», который является также ответственной организацией по программе разработки транспортно-энергетического модуля (ТЭМ) в целом.
РКК «Энергия» в качестве генерального конструктора ТЭМ должна разработать автоматический аппарат с этим модулем.
Характеристики новой установки
Новый ядерный двигатель для космоса Россия планирует запустить в коммерческую эксплуатацию в ближайшие годы. Предполагаемые характеристики газотурбинной ЯЭРДУ следующие. В качестве реактора используется газоохлаждаемый реактор на быстрых нейтронах, температура рабочего тела (смесь He/Xe) перед турбиной — 1500 К, КПД преобразования тепловой в электрическую энергию — 35%, тип холодильника-излучателя – капельный. Масса энергоблока (реактор, радиационная защита и система преобразования, но без холодильника-излучателя) – 6 800 кг.
Космические ядерные двигатели (ЯЭУ, ЯЭУ совместно с ЭРДУ) планируется использовать:
В составе будущих космических транспортных средств.
Как источников электроэнергии для энергоемких комплексов и космических аппаратов. Для решения первых двух задач в транспортно-энергетическом модуле по обеспечению электроракетной доставки тяжелых космических кораблей и аппаратов на рабочие орбиты и дальнейшее длительное энергоснабжение их аппаратуры.
Принцип работы ядерного двигателя
Основывается либо на синтезе ядер, либо на использовании энергии деления ядерного топлива для формирования реактивной тяги. Различают установки импульсно-взрывного и жидкостного типов. Взрывная установка выбрасывает в космос миниатюрные атомные бомбы, которые детонируя на расстоянии нескольких метров, взрывной волной толкают корабль вперед. На практике такие устройства пока не используются.
Жидкостные ядерные двигатели, напротив, давно разработаны и испытаны. Еще в 60-х годах советские специалисты сконструировали работоспособную модель РД-0410. Подобные системы разрабатывались и в США. Их принцип основан на нагревании жидкости ядерным мини-реактором, она превращается в пар и формирует реактивную струю, которая и толкает космический аппарат. Хотя устройство называют жидкостным, в качестве рабочего тела, как правило, используют водород. Еще одно назначение ядерных космических установок – питание электрической бортовой сети (приборов) кораблей и спутников.
Тяжелые телекоммуникационные аппараты глобальной космической связи На данный момент ведутся работы по ядерному двигателю для космоса, который планируется использовать в тяжелых аппаратах космической связи. РКК «Энергия» были выполнены исследования и проектные разработки системы глобальной космической связи экономически конкурентоспособной с дешевой сотовой связью, что предполагалось достичь переносом «телефонной станции» с Земли в космос.
Предпосылками к их созданию являются:
практически полное заполнение геостационарной орбиты (ГСО) работающими и пассивными спутниками;
исчерпание частотного ресурса;
положительный опыт создания и коммерческого использования информационных геостационарных спутников серии «Ямал».
При создании платформы «Ямал» новые технические решения составили 95%, что и позволило таким аппаратам стать конкурентоспособными на мировом рынке космических услуг.
Предполагается замена модулей с технологическим связным оборудованием примерно каждые семь лет. Это позволило бы создавать системы из 3-4 тяжелых многофункциональных спутников на ГСО с увеличением потребляемой ими электрической мощности. Первоначально были спроектированы КА на основе солнечных батарей мощностью 30-80 кВт. На следующем этапе в качестве источника электроэнергии планируется использовать ядерные двигатели на 400 кВт с ресурсом до одного года в транспортном режиме (для доставки базового модуля на ГСО) и 150-180 кВт в режиме длительного функционирования (не менее 10-15 лет).
Ядерные двигатели в системе антиметеоритной защиты Земли
Выполненные РКК «Энергия» в конце 90-х проектные исследования показали, что в создании антиметеоритной системы защиты Земли от ядер комет и астероидов ядерно-электрические установки и ЯЭРДУ могут быть использованы для:
Создания системы мониторинга траекторий астероидов и комет, пересекающих орбиту Земли. Для этого предлагается расставить специальные космические аппараты, оснащенные оптической и радиолокационной аппаратурой для обнаружения опасных объектов, вычисления параметров их траекторий и первичного исследования их характеристик. В системе может быть задействован ядерный космический двигатель с двухрежимной термоэмиссионной ЯЭУ мощностями от 150 кВт. Ее ресурс должен быть не менее 10 лет.
Испытания средств воздействия (взрыв термоядерного устройства) на полигонном безопасном астероиде. Мощность ЯЭРДУ для доставки испытательного устройства к астероиду-полигону зависит от массы доставляемого полезного груза (150-500 кВт).
Доставки штатных средств воздействия (перехватчика суммарной массой 15-50 т) к приближающемуся к Земле опасному объекту. Потребуется ядерный реактивный двигатель мощностью 1-10 МВт для доставки к опасному астероиду термоядерного заряда, поверхностный взрыв которого за счет реактивной струи материала астероида сможет отклонить его от опасной траектории.
Доставка исследовательского оборудования в дальний космос
Доставка научного оборудования к космическим объектам (дальним планетам, периодическим кометам, астероидам) может осуществляться с использованием космических ступеней на основе ЖРД. Применять ядерные двигатели для космических аппаратов целесообразно, когда ставится задача выхода на орбиту спутника небесного тела, прямого контакта с небесным телом, отбора проб веществ и прочих исследований, требующих увеличения массы исследовательского комплекса, включения в него посадочной и взлетной ступеней.
Параметры двигателей
Ядерный двигатель для космических кораблей исследовательского комплекса позволит расширить «окно старта» (вследствие управляемой скорости истечения рабочего тела), что упрощает планирование и снижает цену проекта. Исследования, выполненные РКК «Энергия», показали, что ЯЭРДУ 150 кВт с ресурсом до трех лет является перспективным средством доставки космических модулей в пояс астероидов.
В то же время доставка исследовательского аппарата на орбиты дальних планет Солнечной системы требует увеличения ресурса такой ядерной установки до 5-7 лет. Доказано, что комплекс с ЯЭРДУ мощностью порядка 1 МВт в составе исследовательского КА позволит обеспечить ускоренную доставку за 5-7 лет на орбиты искусственных спутников наиболее удаленных планет, планетоходов на поверхность естественных спутников этих планет и доставку на Землю грунта с комет, астероидов, Меркурия и спутников Юпитера и Сатурна.
Многоразовый буксир (МБ)
Одним из важнейших способов повышения эффективности транспортных операций в космосе является многоразовое использование элементов транспортной системы. Ядерный двигатель для космических кораблей мощностью не менее 500 кВт позволяет создать многоразовый буксир и тем самым значительно повысить эффективность многозвенной космической транспортной системы. Особенно полезна такая система в программе обеспечения больших годовых грузопотоков. Примером может стать программа освоения Луны с созданием и обслуживанием постоянно наращиваемой обитаемой базы и экспериментальных технологических и производственных комплексов.
Расчет грузооборота
Согласно проектным проработкам РКК «Энергия», при строительстве базы на поверхность Луны должны доставляться модули массой порядка 10 т, на орбиту Луны – до 30 т. Суммарный грузопоток с Земли при строительстве обитаемой лунной базы и посещаемой лунной орбитальной станции оценивается в 700-800 т, а годовой грузопоток для обеспечения функционирования и развития базы – 400-500 т.
Однако принцип работы ядерного двигателя не позволяет разогнать транспортник достаточно быстро. Из-за длительного времени транспортировки и, соответственно, значительного времени нахождения полезного груза в радиационных поясах Земли не все грузы могут быть доставлены с использованием буксиров с ядерным двигателем. Поэтому грузопоток, который может быть обеспечен на основе ЯЭРДУ, оценивается лишь в 100-300 т/год.
Экономическая эффективность
В качестве критерия экономической эффективности межорбитальной транспортной системы целесообразно использовать значение удельной стоимости транспортировки единицы массы полезного груза (ПГ) с поверхности Земли на целевую орбиту. РКК «Энергия» была разработана экономико-математическая модель, учитывающая основные составляющие затрат в транспортной системе:
на создание и выведение на орбиту модулей буксира;
на закупку рабочей ядерной установки;
эксплуатационные затраты, а также расходы на проведение НИОКР и возможные капитальные затраты.
Стоимостные показатели зависят от оптимальных параметров МБ. С использованием этой модели была исследована сравнительная экономическая эффективность применения многоразового буксира на основе ЯЭРДУ мощностью порядка 1 МВт и одноразового буксира на основе перспективных жидкостных ракетных двигателей в программе обеспечения доставки с Земли на орбиту Луны высотой 100 км полезного груза суммарной массой 100 т/год. При использовании одной и той же ракеты-носителя грузоподъемностью, равной грузоподъемности РН «Протон-М», и двухпусковой схемы построения транспортной системы удельная стоимость доставки единицы массы полезного груза с помощью буксира на основе ядерного двигателя будет в три раза ниже, чем при использовании одноразовых буксиров на основе ракет с жидкостными двигателями типа ДМ-3.
Вывод
Эффективный ядерный двигатель для космоса способствует решению экологических проблем Земли, полету человека к Марсу, созданию системы беспроводной передачи энергии в космосе, реализации с повышенной безопасностью захоронения в космосе особо опасных радиоактивных отходов наземной атомной энергетики, созданию обитаемой лунной базы и началу промышленного освоения Луны, обеспечению защиты Земли от астероидно-кометной опасности.
Павел Лебедев
maxpark.com
На фоне активизации российских разработок ядерной электродвигательной установки (ЯЭДУ) для космических аппаратов целый ряд стран выступил в ООН с предложением пересмотреть принципы, касающиеся использования ядерных источников в космосе. В ходе работы 59-й сессии Комитета ООН по использованию космического пространства в мирных целях (проходила в Вене в июне) США, Великобритания, Германия, Франция, Япония, Италия, Испания, Австралия, Бразилия, Канада и ряд других делегаций (всего 25 государств) выдвинули инициативу по принятию набора руководящих принципов в обеспечение «Долгосрочной устойчивости космической деятельности». В числе прочих идей они предложили пересмотреть принципы использования ядерных источников энергии в космическом пространстве.
«Некоторые делегации просили юридический подкомитет провести обзор рамок обеспечения безопасного использования ядерных источников энергии в космическом пространстве и содействовать принятию имеющих обязательную силу стандартов с целью обеспечения ответственного использования ядерных источников энергии», — говорится в тексте доклада, опубликованного Генеральной ассамблеей ООН по итогам сессии.
Эта инициатива есть не что иное, как реакция на российский проект создания космического аппарата с ЯЭДУ к 2025 году. Ни одна другая страна сейчас не ведет разработок в этой области — в США проекты спутников с ядерными двигателями закрыли в 1994 году. В СССР опыты продолжались до 1989 года, было построено пять энергоустановок.
— В той рабочей группе, где обсуждалось использование ЯЭДУ в космосе, от России работали представители «Росатома», — рассказал «Известиям» один из членов российской делегации. — Они подготовили доклад о нашей программе создания ядерного двигателя с акцентом на то, что современные технологии позволяют обеспечить гораздо более высокий уровень безопасности, чем в прошлом веке. Пока эта тема будет обсуждаться в рамках рабочей группы, от лица стран-инициаторов могут быть представлены какие-то документы. Консультации экспертов рабочей группы намечены на сентябрь этого года. А в феврале следующего года в Вене будет проходить сессия научно-технического подкомитета по мирному использованию космического пространства. Там уже будет открытое и более широкое обсуждение вопроса использования ЯЭДУ.
В 2010 году в России работы по ЯЭДУ были возобновлены, поскольку вновь возникла тема полетов к Луне и Марсу. А ядерные установки производства электроэнергии считают основными перспективными источниками энергии в космосе при планировании масштабных межпланетных экспедиций. Энерговооруженность Международной космической станции — 110 киловатт — обеспечивается работой солнечных батарей площадью 17 на 70 м. Для реализации межпланетных пилотируемых миссий, например к Марсу, потребуется гораздо более серьезная энерговооруженность — одними солнечными батареями вопрос будет не решить. Обеспечить мегаваттные мощности в космосе в перспективе позволит ЯЭДУ, созданием которой сейчас занимаются предприятия «Росатома», действующий образец должен быть построен к 2018 году.
Головной организацией по созданию самой энергодвигательной установки является ФГУП «Центр Келдыша». Работы финансируются главным образом из бюджета Федеральной космической программы на 2016–2025 годы. Создание космического аппарата ЯЭДУ предусмотрено опытно-конструкторской работой «Нуклон» (бюджет 15,84 млрд рублей), ОКР «Источник» (6,18 млрд рублей), а также научно-исследовательской работой «Верификация» (300 млн рублей), НИР «Отработка» (400 млн рублей) и НИР «Ядро» (160 млн рублей). В рамках ОКР «Нуклон» предусмотрено создание космического аппарата-демонстратора с готовностью к летным испытаниям в 2025 году (операции по запуску и летной отработке проектом ФКП-25 не предусмотрены).
Обеспокоенность ряда стран российским ядерно-космическим проектом объяснима — в прежние годы испытания спутников с ЯЭДУ не всегда проходили штатно. В 1978 году советский спутник «Космос-954» вошел в атмосферу и развалился, разбросав тысячи радиоактивных осколков на территории в 100 тыс. кв. км в северо-западных районах Канады. Советский Союз тогда выплатил Канаде денежную компенсацию в объеме более $10 млн.
— Эта компенсация рассчитывалась по действовавшему уже тогда соглашению о возмещении ущерба в результате космической деятельности, — рассказал научный руководитель Института космической политики Иван Моисеев. — Если определенная группа стран хочет инициировать новое соглашение или модифицировать существующее, то этот процесс может затянуться на долгие годы.
Официальный представитель «Роскосмоса» Игорь Буренков заявил, что Россия строго придерживается международных соглашений по использованию ядерной энергии.
— Существующие сегодня международные регламенты, которые определяют принципы использования особо опасных веществ с точки зрения воздействия на людей и окружающую среду, достаточно четко проработаны и действуют, — говорит Буренков. — Россия со своей стороны подписала все необходимые международные соглашения. Одна из задач — сохранение международных договоренностей, которые продолжат обеспечивать стабильность этой системы.
iz.ru
Я́дерный раке́тный дви́гатель (ЯРД) — разновидность ракетного двигателя, которая использует энергию деления или синтеза ядер для создания реактивной тяги. Бывают реактивными (нагрев рабочего тела в ядерном реакторе и вывод газа через сопло) и импульсными (ядерные взрывы малой мощности при равном промежутке времени).
Традиционный ЯРД в целом представляет собой конструкцию из ядерного реактора, системы подачи рабочего тела, и сопла. Рабочее тело (как правило — водород) — подаётся из бака в активную зону реактора, где, проходя через нагретые реакцией ядерного распада каналы, разогревается до высоких температур и затем выбрасывается через сопло, создавая реактивную тягу. Существуют различные конструкции ЯРД — твёрдофазный, жидкофазный и газофазный, соответственно агрегатному состоянию ядерного топлива в активной зоне реактора — твёрдое, расплав или высокотемпературный газ (либо плазма). ЯРД активно разрабатывались и испытывались в СССР (см. РД-0410) и США (cм.
NERVA) с середины 1950-х годов. Исследования ведутся и в настоящее время.[1]Атомные заряды мощностью примерно в килотонну на этапе взлёта должны были взрываться со скоростью один заряд в секунду. Ударная волна — расширяющееся плазменное облако — должна была приниматься «толкателем» — мощным металлическим диском с теплозащитным покрытием, и, потом, отразившись от него, создать реактивную тягу. Импульс, принятый плитой толкателя, через элементы конструкции передавался кораблю. Затем, когда высота и скорость вырастут, частоту взрывов можно было уменьшить. При взлёте корабль должен был лететь строго вертикально, чтобы минимизировать площадь радиоактивного загрязнения атмосферы.
В США были проведены несколько испытаний модели летательного аппарата с импульсным приводом (для взрывов использовалась обычная химическая взрывчатка). Получены положительные результаты о принципиальной возможности управляемого полёта аппарата с импульсным двигателем.
Реальных испытаний импульсного ЯРД с подрывом ядерных устройств не проводилось. Дальнейшие практические разработки в области импульсных ЯРД были прекращены в конце 1960-х гг.
В США космические разработки с использованием импульсных ядерных ракетных двигателей осуществлялись с 1958 по 1965 год в рамках проекта «Орион» (англ. Project Orion) компанией «Дженерал Атомикс» (англ. «General Atomics») по заказу ВВС США.
Космический корабль проекта «Орион», рисунок художника Программа развития проекта «Орион» была рассчитана на 12 лет, расчётная стоимость — 24 миллиарда долларов, что было сопоставимо с запланированными расходами на лунную программу «Аполлон» («Apollon»). Интересно, что разработчики проводили предварительные расчеты постройки на базе этой технологии звездолёта-«ноева ковчега» с массой до 40 млн. т и экипажем до 20 000 человек[2]. Согласно их расчётам, один из уменьшенных вариантов такого ядерно-импульсного звездолёта (массой 100 тыс. т) мог бы достичь Альфы Центавра за 130 лет, разогнавшись до скорости 10 000 км/с.[3][4] Однако приоритеты изменились и в 1965 году проект был закрыт.
В СССР аналогичный проект разрабатывался в 1950—70-х годах.[источник не указан 566 дней] Устройство содержало дополнительные химические реактивные двигатели, выводящие его на 30-40 км от поверхности Земли и затем предполагалось включать основной ядерно-импульсный двигатель. Основной проблемой была прочность экрана-толкателя, который не выдерживал огромных тепловых нагрузок от близких ядерных взрывов. Вместе с тем были предложены несколько технических решений, позволяющих разработать конструкцию плиты-толкателя с достаточным ресурсом. Проект не был завершён.
В 1960-х годах США были на пути к Луне. Менее известным является тот факт, что в Зоне-25 (рядом со знаменитой Зоной-51) на полигоне Невады учёные работали над одним амбициозным проектом – полётом на Марс на ядерных двигателях. Проект был назван NERVA. Работая на полную мощность, ядерный двигатель должен был нагреваться до температуры в 2026,7 °C (2299,8° K) и охлаждаться жидким азотом.[источник не указан 395 дней]
Затем учёные из Лос-Аламоса решили узнать, что произойдёт, если контроль над одним из таких ядерных двигателей будет утерян, и он взорвётся. И тогда появился KIWI – эксперимент по намеренному взрыву одного из таких двигателей. В январе 1965 года ядерному ракетному двигателю под кодовым названием «KIWI» специально позволили перегреться. При температуре в 4 тысячи градусов по Цельсию реактор взорвался. Взрыв разметал 45 кг радиоактивного топлива на четверть мили. Учёные находились в воздухе, и измеряли количество радиации, которая оказалась в атмосфере.[источник не указан 395 дней]
Пять месяцев спустя произошла настоящая авария, когда перегрелся ядерный двигатель другой сборки, который носил кодовое название Phoebus. Он взорвался, когда случайно опустела одна из ёмкостей с жидким водородом.[источник не указан 395 дней]
15 апреля 2011 года состоялось четвёртое заседание Рабочей группы по космосу Российско-Американской президентской комиссии по вопросам сотрудничества, на котором среди прочих вопросов исследования космоса обсуждался вопрос создания двигательных установок[5].
22 апреля 2011 года на сайте российского Федерального космического агентства среди документации очередных открытых конкурсов размещена информация об объявлении конкурса на право заключения государственного контракта по разработке ядерной энергодвигательной установки большой мощности для межорбитального буксира, многофункциональной платформы на геостационарной орбите и межпланетных космических аппаратов[6]. Итоги конкурса будут объявлены 27 мая 2011 года[7].
Использование ядерной энергоустановки мегаваттного класса предполагается в космическом корабле для дальних космических полётов. Эскизный проект ядерного двигателя должен быть готов к 2012 году, после этого на дальнейшую разработку проекта потребуется 17 миллиардов рублей[7].
Космические полёты за лунную орбиту требуют новых технологий и единственным вариантом нового двигателя для космических кораблей является ядерная силовая установка:
«Полеты на Марс на современных двигателях займут очень много времени. Необходимо создание новой установки для сверхтяжелых ракет. Россия обладает всеми технологиями для создания двигателей подобного класса. Я надеюсь, что в 2019 году работа над двигателем должна быть закончена», — сказал глава Роскосмоса Анатолий Перминов[8].
dal.academic.ru
Гениальный конструктор Сергей Королёв писал в 1960 году:
«Скоро… появятся многоместные корабли-спутники экскурсионного назначения. Любознательные космические туристы в воскресный день смогут обстоятельно осмотреть с них весь Земной шар. Пусть это сегодня ещё фантазия, но в нашей жизни действительность иногда обгоняет самую смелую мечту».
Похоже, Королёв ясно видел то, о чём писал. И уже совсем скоро можно будет стоять перед дилеммой: слетать ли в субботу позагорать на Марс или же посетить модный кратер на Луне? Для этих целей в Росатоме трудятся над созданием ядерного космического двигателя мегаваттного класса.
Задача, конечно, не из легких. Она гораздо сложнее, чем у барона Мюнхгаузена: он, как известно, летал на Луну на раскалённом пушечном ядре. Нам же в ближайшем будущем обещают комфортабельные корабли.
Сегодня в планах учёных – создание новой многоразовой пилотируемой системы для межпланетных перелётов, облёт Луны, строительство на околоземной орбите космической сборочной платформы для межпланетных комплексов и подготовка полёта на Марс. Этими задачами занимаются Роскосмос и Росатом.
Почему сегодня снова встаёт вопрос освоения других планет Солнечной системы? Что тому причиной?
– Эскизный проект космического корабля с ядерной энергоустановкой мегаваттного класса будет завершён к концу 2012 года. А проектирование ядерного реактора для него будет готово в этом, 2011, году, – заявил генеральный директор Государственного научного центра имени Келдыша академик Анатолий Коротеев. – Наиболее сложным вопросом является разработка холодильника-излучателя. Это очень напряжённый блок работы ядерной энергоустановки. Мы очень сильно продвинулись в этом направлении: помимо холодильника-излучателя, на стадии эскизного проекта выбрали особую жидкость, способную работать в условиях открытого космоса. Это органо-жидкостная композиция, которая будет обеспечивать радиационную стойкость в условиях космического полёта.
Наземную отработку космического корабля с ядерным двигателем планируется начать в 2014 году. И завершить в 2015-м.
Похоже, мы находимся от этих технологий на расстоянии «вытянутой руки»?
В проекте «Космические ядерные энергоустановки» участвуют многие ведущие специалисты (более 40 НИИ). Непосредственные разработчики проекта – Центр Келдыша, РКК «Энергия», НИКИЭТ им. Доллежаля и Курчатовский институт. Естественно, что основу будущего двигателя – саму реакторную установку разрабатывают специалисты Научно-исследовательского и конструкторского института (НИКИЭТ) им. Доллежаля, входящего в ГК «Росатом». Задействованы в проекте специалисты ещё двух ведущих организаций атомной отрасли – ВНИИ экспериментальной физики (Федеральный ядерный центр, Саров) и ВНИИА им. Н.Л. Духова.
Как говорит главный конструктор НИКИЭТ, доктор технических наук Владимир Сметанников, уже утверждено техническое задание на разработку реактора ядерной энергодвигательной установки и транспортно-энергетического модуля. Выбран и тип реактора – высокотемпературный, газоохлаждаемый, на быстрых нейтронах. Реализация проекта обеспечит снижение стоимости выведения полезного груза на окололунную орбиту в два раза по сравнению с жидкостными ракетными двигателями.
– Ядерную установку можно будет использовать не только для полётов на Луну, Марс и другие планеты Солнечной системы, но и за её пределы, – рассказали «АН» в пресс-службе НИКИЭТ. – Появится возможность выйти на создание систем энергоснабжения Земли из космоса, бороться с астероидно-кометной опасностью и очищать орбиту от космического мусора. И ещё можно будет наладить в условиях глубокого вакуума производство материалов (в том числе лекарств), которые невозможно получить на Земле.
У нас немало конкурентов не только в США, но и в Евросоюзе. На юге Испании, в районе реки Тинто, проходит испытание новая техника для полётов на Марс. Испытательная площадка расположена в районе бывших карьеров. Руководитель экспедиции профессор Роберт Грумер из Инсбрукского университета (Австрия) объясняет: «Эта местность полна минерала, который называют ярозит. Это именно то, что мы и ожидаем встретить на Марсе».
Сегодня тут испытывают австрийский тренажёр скафандра Aouda X. Ещё тест на красной скалистой местности проходит голландский робот Евробот.
Мы не отстаём от ЕС: у нас на Земле уже работает «марсианский челнок».
У нас в России тоже появились «марсиане». Речь идёт об участниках исследовательского проекта «Марс-500» (проект стартовал в июне 2010 г.). На борту «космического корабля» находятся шестеро смельчаков: трое россиян, колумбийский итальянец, китаец и француз. Они должны воссоздать условия полёта на Марс. Имитационный полёт разбит на три отрезка: 250 суток, чтобы «долететь» до Марса, 30 дней на высадку и осмотр и 240 суток – на «дорогу» на Землю.
Экипаж «марсианского челнока» разделился для экспериментов. И пока одна группа бороздила «внеземные просторы», другая обитала в условном орбитальном комплексе. Помимо отдельных модулей на борту корабля, сконструированного с помощью Европейского космического агентства, есть даже мини-оранжерея…
Для сведения. У тех, кто первым доберётся на Марс, будут очень сложные задания. Атмосферное давление на Марсе слишком мало, чтобы люди могли передвигаться по Красной планете без пневмокостюма. Жилые помещения придётся оборудовать шлюзами, которые смогут поддерживать земное атмосферное давление. Но есть и очень хорошие новости. Исследования НАСА подтвердили: на Марсе есть вода. А параметры марсианского грунта близки к земным. Оказывается, на Марсе можно выращивать растения. Вспомним шлягер 1963 года «И на Марсе будут яблони цвести». Вот с лунным грунтом сложнее, но зато на Луне есть много полезных ископаемых.
Сегодня в мире развернулась борьба за лидерство в освоении как Марса, так и Луны. Россия со своими ядерными разработками имеет все шансы стать технологическим лидером. Этот путь обещает создание новых технологий двойного назначения, а значит, выживание в постиндустриальном мире.
www.atomic-energy.ru
В России началась разработка ядерной энергодвигательной установки мегаваттного класса для космической техники нового поколения. Задача поручена Исследовательскому центру имени Келдыша. О важности этого проекта для российской космонавтики и его значении «Интерфаксу-АВН» рассказывает директор Центра, президент Российской академии космонавтики имени Циолковского Анатолий КОРОТЕЕВ, пишет Rewer.net
— Анатолий Сазонович, разработка ядерной энергоустановки стала приоритетной целью, для достижения которой будут сконцентрированы немалые ресурсы. Это действительно проект, от которого зависит будущее космонавтики?
— Именно так. Давайте посмотрим, чем сегодня занимается космонавтика. Мы увидим такие направления, как спутниковая связь, высокоточная космическая навигация, дистанционное зондирование Земли — то есть все, что относится к информационному обеспечению. Второе направление — решение вопросов, связанных с расширением наших познаний о космосе за пределами околоземного пространства. Наконец, космонавтика и у нас, и в других странах работает на решение определенного круга оборонных задач. Вот условно три комплекса задач космической деятельности сегодня. Для их решения используются проверенные временем, отработанные транспортные системы.
Если же посмотреть, чего мы ожидаем от космонавтики завтра, то здесь наряду с совершенствованием круга уже решаемых задач ставятся вопросы развития производственных технологий в космосе. Речь также идет об экспедициях к Луне и Марсу. Причем не об экспедициях посещения, какой была американская экспедиция на Луну, а о длительном пребывании на других планетах, чтобы можно было достаточное время посвятить их изучению.
Кроме того, ставятся вопросы о возможном электроснабжении Земли из космоса, о борьбе с астероидно-кометной опасностью. Все это задачи уже совершенно иного порядка, чем сегодняшние. Так вот, если мы задумаемся, насколько этот комплекс задач обеспечен траспортно-энергетической структурой, то увидим, что есть серьезная необходимость повысить энергообеспечение наших космических аппаратов и экономичность двигателей.
Мы имеем сегодня неэкономичные транспортные средства. Представьте, из каждых 100 тонн, улетающих с Земли, в полезную нагрузку, в лучшем случае, превращается 3%. Это для всех современных ракет. Все остальное выбрасывается в виде сгоревшего топлива.
Что касается перспективных задач, то крайне важно, чтобы мы достаточно экономично передвигались в космосе. Здесь существует понятие удельной тяги, которая характеризует экономичность двигателя. Это отношение создаваемой им тяги к массовому расходу топлива. Если взять первую немецкую ракету ФАУ-2, то ее удельная тяга в старых единицах измерения была равна 220 секундам. Сегодня же самая лучшая двигательно-энергетическая система, использующая водород с кислородом, дает удельную тягу до 450 секунд. То есть 60-70 лет работы лучших умов мира подняли величину удельной тяги традиционных ракетных двигателей всего в два раза.
Есть возможность увеличить этот показатель в разы или на порядки? Оказывается, есть. Например, используя ядерные двигатели, мы могли бы увеличить удельную тягу примерно до 900 секунд, то есть еще в два раза. А используя для разгона ионизованное рабочее тело, могли бы выйти на величины 9000-10000 секунд, то есть подняли бы удельную тягу в 20 раз. И это частично достигнуто уже сегодня: на спутниках при небольших тягах используются плазменные двигатели, которые дают удельную тягу порядка 1600 секунд. Однако таким аппаратам нужно еще достаточная электрическая мощность. Если не брать во внимание совершенно уникальное сооружение — Международную космическую станцию, где уровень электричества около 100 кВт, то сегодня наиболее мощные спутники имеют уровень электрического обеспечения всего 20-30 кВт. Очень трудно решать ряд задач, если мы останемся на таком уровне.
— То есть, нужен качественный скачок?
— Да. Космонавтика, сегодня испытывает состояние, близкое к тому, в котором авиация оказалась после Второй Мировой войны, когда стало ясно, что с поршневыми двигателями уже невозможно поднять скорость, невозможно серьезно увеличить дальность, и вообще иметь экономически выгодную авиацию. Тогда, как помните, в авиации произошел скачок, и от поршневых двигателей перешли к реактивным. Примерно та же ситуация сейчас в космической технике. Нам не хватает энергетического совершенства для решения серьезных задач.
Кстати, это стало понятно не сегодня. Уже в 60-70-е годы и у нас, и в США были начаты работы по использованию ядерной энергии в космосе. Первоначально была поставлена задача создать ракетные двигатели, которые вместо химической энергии сгорания горючего и окислителя использовали бы нагрев водорода до температуры около 3000 градусов. Но оказалось что такой прямой путь все-таки неэффективен. Мы на короткое время получаем большие тяги, но при этом выбрасываем струю, которая в случае нештатной работы реактора, может оказаться радиоактивно зараженной.
Несмотря на огромный объем работ, который был выполнен в 60-70-е годы в СССР и США, ни нам, ни американцам не удалось тогда создать надежных работающих двигателей. Они работали, но мало, потому что нагреть водород до 3000 тысяч градусов в ядерном реакторе — серьезная задача.
Были проблемы и с экологией во время наземных испытаний двигателей, поскольку радиоактивные струи выбрасывались в атмосферу. В СССР эти работы шли на специально подготовленном для ядерных испытаний семипалатинском полигоне, который остался в Казахстане.
И все же в части использования ядерной энергии для электроснабжения космических аппаратов СССР в те годы сделал очень серьезный шаг. Было изготовлено 32 спутника. С использованием ядерной энергии на аппаратах удавалось получить электрические мощности на порядок выше, чем от солнечной энергии.
Впоследствии СССР и США в силу различных причин на какое-то время прекратили эти работы. Сегодня ясно, что их надо возобновлять. Но возобновить таким лобовым образом, чтобы сделать ядерный двигатель, имеющий вышеназванные недостатки, нам показалось неразумным, и мы предложили совершенно иной подход.
— И в чем принципиальное отличие нового подхода?
— Этот подход отличался от старого тем же, чем отличается гибридный автомобиль от обычного автомобиля. В обычном автомобиле двигатель крутит колеса, а в гибридных автомобилях от двигателя вырабатывается электроэнергия, и уже это электричество крутит колеса. То есть создается некая промежуточная электростанция.
Точно так же мы предложили схему, в которой космический реактор не нагревает струю, выбрасываемую из него, а вырабатывает электричество. Горячий газ от реактора крутит турбину, турбина крутит электрогенератор и компрессор, который обеспечивает циркуляцию рабочего тела по замкнутому контуру. Генератор же вырабатывает электричество для плазменного двигателя с удельной тягой в 20 раз выше, чем у химических двигателей.
Каковы основные преимущества такого подхода. Во-первых, отпадает необходимость в семипалатинском полигоне.. Мы можем провести все испытания на территории России, не втягиваясь в какие либо длинные тяжелые международные переговоры по поводу использования ядерной энергии за пределами государства. Во-вторых, выходящая из двигателя струя не будет радиоактивной, поскольку через реактор проходит совершенно другое рабочее тело, которое находится в замкнутом контуре. Кроме того, нам не надо при этой схеме нагревать водород, здесь в реакторе циркулирует инертное рабочее тело, которое нагревается до 1500 градусов. Мы серьезно упрощаем себе задачу. Наконец, в итоге мы поднимем удельную тягу не в два раза, а в 20 раз по сравнению с химическими двигателями.
— Можно ли назвать сроки реализации проекта?
— Проект предполагает следующие этапы: в 2010 году — начало работ; в 2012-м — завершение эскизного проекта и проведение обстоятельного компьютерного моделирования рабочего процесса; в 2015 году — создание ядерной энергодвигательной установки; в 2018-м — создание транспортного модуля, использующего эту двигательную установку, чтобы в том же году подготовить систему к полету.
Кстати, фаза компьютерного моделирования раньше не была характерна для создававшихся изделий космической техники, но сегодня она совершенно необходима. На примере последних двигателей, которые разрабатывались в России, Франции и США, стало ясно, что классический старый метод, когда делалось большое количество опытных экземпляров для испытаний, является отжившим.
Сегодня, когда возможности вычислительной техники очень высокие, особенно с появлением суперкомпьютеров, мы можем обеспечить физико-математическое моделирование процессов, создать виртуальный двигатель, проиграть возможные ситуации, просмотреть, где подводные камни, и только после этого идти на создание двигателя как говорится «в железе».
Вот показательный пример. Вы наверняка слышали о созданном для американцев в КБ «Энергомаш» двигателе РД — 180 для ракеты «Атлас». Вместо 25-30 экземпляров, которые обычно уходили на отработку двигателя, понадобилось всего 8, и РД-180 сразу пошел в жизнь. Потому что разработчики дали себе труд все это «проиграть» на компьютерах.
— Какова цена вопроса?
— Сегодня на весь проект продекларировано 17 млрд рублей по 2018 год включительно. Непосредственно на 2010 год выделено 500 млн рублей, в том числе 430 млн рублей — для Росатома и 70 млн рублей — для Роскосмоса.
Естественно нам хотелось бы верить, что если руководство страны говорит, что это приоритетное направление, и деньги выделены, то их дадут.
Декларированная сумма меньше чем хотелось бы, но, думаю, на ближайшие годы этого достаточно и с этими деньгами можно выполнять большой комплекс работ.
Наш институт назначен головным по ядерной энергодвигательной установке, транспортный модуль, скорее всего, будет делать Ракетно-космическая корпорация «Энергия».
В целом в основу проекта заложена кооперация, состоящая в основном из предприятий Росатома, которые должны делать реактор, и Роскосмоса, которые изготовят турбокомпрессоры, генераторы и сами двигатели.
Конечно, в работе будет использован научный задел, созданный в предыдущие годы. Например, в основу разработки реактора закладывается большое количество решений, которые ранее принимались по ядерному двигателю. Кооперация та же. Это Подольский научно-исследовательский технологический институт, Курчатовский центр, это Обнинский физико-энергетический институт. По замкнутому контуру многое сделали Центр имени Келдыша, КБ химического машиностроения и воронежское КБ химической автоматики. Мы в полной мере будем использовать этот опыт при создании турбокомпрессора. По генератору мы подключаем Институт электромеханики, который имеет опыт создания летных экземпляров генераторов.
Словом, задел есть немалый, работа начинается не с нуля.
— Могут ли Россию в этой работе опередить другие страны?
— Я этого не исключаю. У меня была встреча с заместителем руководителя НАСА, мы обсуждали вопросы, связанные с возвращением к работам по ядерной энергии в космосе, и он заявил, что американцы проявляют большой интерес к этому вопросу. По его мнению, нельзя исключать возможность форсирования работ в этом направлении на Западе.
Не исключаю, что и Китай может ответить активными действиями со своей стороны, поэтому работать надо быстро. И не только ради того, чтобы опередить кого-то на полшага. Работать надо быстро в первую очередь для того, чтобы в формирующейся международной кооперации, а де факто она формируется уже сегодня, мы выглядели достойно. Чтобы нас туда взяли, и взяли не на роль людей, которые должны делать металлические фермы, а чтобы отношение к нам было такое, каким оно было, например, в 90-е годы. Тогда был рассекречен большой комплекс работ по ядерным источникам в космосе. Когда эти работы стали известны американцам, они дали им очень высокую оценку. Вплоть до того, что с нами были составлены совместные программы.
В принципе, не исключено, что будет международная программа по ядерной энергоустановке, наподобие реализуемой программы сотрудничества по управляемому термоядерному синтезу.
— Анатолий Сазонович, в 2011 году мир отметит юбилей первого полета человека в космос. Хороший повод напомнить о достижениях нашей страны в космосе.
— Думаю, да. Ведь это был не просто первый полет человека в космос. Полет стал возможен благодаря решению очень широкого круга, научных, технических и медицинских вопросов. Впервые человек полетел в космос и вернулся на Землю, впервые было доказано, что система теплозащиты работает нормально. Полет имел огромное международное влияние. Не будем забывать, что прошло всего 16 лет со дня окончания тяжелейшей для страны войны. И вот оказалось, что страна, которая потеряла более 20 миллионов человек и перенесла колоссальные разрушения, способна не просто сделать что-то на самом высоком мировом уровне, а даже на какой-то период опередить весь мир. Это была чрезвычайно важная демонстрация, которая поднимала авторитет страны и гордость людей.
В моей жизни было два подобных по значимости события. Это День Победы и встреча Юрия Гагарина, которые я видел лично. 9 мая 1945 года вся Москва, начиная от Красной площади и кончая окраинами, вышла праздновать на улицы. Это был действительно стихийный порыв, и такой же впечатляющий порыв был в апреле 1961 года, когда полетел Гагарин.
Международное значение полувекового юбилея первого полета надо усиливать. Надо подчеркнуть и напомнить обществу о роли нашей страны в освоении космоса. К сожалению, в последние 20 лет мы не слишком часто это делаем. Если вы откроете Интернет, увидите огромное количество материалов, связанных, например, с американской экспедицией на Луну, но там не слишком много материалов относящихся к полету Гагарина. Если вы поговорите с нынешними школьниками, я не знаю, чье имя им больше известно, Армстронга или Гагарина. Поэтому я считаю абсолютно правильным решение отмечать 50-летие первого полета человека в космос на государственном уровне и придать ему международное звучание.
Российская академия космонавтики имени Циолковского выпустит к этому событию медаль, которой будут награждены люди, имевшие отношение к первому полету или внесшие достаточный вклад в развитие космонавтики. Кроме того, мы готовимся провести большую международную конференцию, на которую предполагается вынести обсуждение с зарубежными и российским партнерами тех особенностей пилотируемой космонавтики, которые характерны для современного этапа. Здесь очень много непростых вопросов.
Если мы сегодня остановим сто человек на улице и спросим, кто из космонавтов летает сейчас в космосе, дай Бог, если три-четыре человека нам на него ответят, и то я в этом не убежден. А если мы зададим вопрос, что космонавты делают на станции, то и того меньше. Я думаю, что пропаганда настоящей космической жизни, пилотируемых полетов чрезвычайно важна, и она ведется недостаточно. Очень много глупых материалов по телевизору, когда кто-то встретился с инопланетянами, или как инопланетяне кого-то забрали.
Повторюсь, пятидесятилетие первого полета человека в космос — это действительно эпохальное событие, его необходимо отметить самым достойным образом, и внутри нашей страны и на международном уровне. И конечно наш институт примет в этом непосредственное участие, он который имел отношение к этому полету и принимал в нем участие. Ряд наших сотрудников того периода получили государственные награды за решение задач по полету в частности. Например, заместитель директора тогдашнего института академик Георгий Петров получил звание Героя Социалистического Труда за разработку методов тепловой защиты корабля при спуске с орбиты. Конечно, мы постараемся достойно отметить это событие.
topwar.ru
Роскосмос совместно с «Росатомом» предлагают разработать проект космического корабля с ядерной энергоустановкой мощностью более 1 МВт, предназначенный для полетов к Луне и Марсу
Роскосмос совместно с «Росатомом» предлагают разработать проект космического корабля с ядерной энергоустановкой мощностью более 1 МВт, предназначенный для полетов к Луне и Марсу. Об этом заявил директор Центра имени Келдыша, академик РАН и РАКЦ, профессор Анатолий Коротеев на заседании рабочей группы по космонавтике и связи Общественной палаты РФ, передает РИА «Новости».
По словам ученого, проект предусматривает строительство транспортного энергетического модуля. Он может быть реализован в три этапа. 2012 год, если строительство будет утверждено и профинансировано, отводится на разработку технического проекта и компьютерное моделирование его системы. В 2015 году может быть произведена отработка ядерного двигателя, а в 2018 году можно приступать к созданию модуля, рассказал Коротеев.
Он напомнил, что ядерная силовая установка космических кораблей не является чем-то новым в научной сфере. Решение о разработке ядерных ракетных двигателей в СССР в 60-е годы принимали еще академики Келдыш, Курчатов и Королев, сказал ученый. Впрочем, аналогичные разработки велись также в США, подчеркивает агентство.
Отметим, что в ХХ веке ученые по обе стороны «железного занавеса» создали технические наработки ядерных ракетных двигателей разных типов и степени завершенности. Однако ни в США, ни в СССР проекты не были доведены до своего логического завершения: разработки остановились на этапе прототипов. В настоящее время в космонавтике используются исключительно химические ракетные двигатели. Они практически достигли предела энергетических возможностей топлива, которое может быть в твердом или в жидком состоянии — в зависимости от типа двигателя.
А какова история ядерных двигательных установок ?
Можно было бы начать это повествование традиционным пассажем про то, как писатели-фантасты выдвигают смелые идеи, а ученые потом воплощают их в жизнь. Можно, но писать штампами не хочется. Лучше вспомнить, что современные ракетные двигатели, твердотопливные и жидкостные, имеют более чем неудовлетворительные характеристики для полетов на относительно дальние дистанции. Вывести груз на орбиту Земли они позволяют, доставить что-то на Луну – тоже, хотя и обходится такой полет дороже. А вот полететь на Марс с такими двигателями уже нелегко. Им подавай горючее и окислитель в нужных объемах. И объемы эти прямо пропорциональны расстоянию, которое надо преодолеть.
Альтернатива традиционным химическим ракетным двигателям – двигатели электрические, плазменные и ядерные. Из всех альтернативных двигателей до стадии разработки двигателя дошла только одна система – ядерная (ЯРД). В Советском Союзе и в США еще в 50-х годах прошлого века были начаты работы по созданию ядерных ракетных двигателей. Американцы прорабатывали оба варианта такой силовой установки: реактивный и импульсный. Первая концепция подразумевает нагрев рабочего тела при помощи ядерного реактора с последующим выбросом через сопла. Имульсный ЯРД, в свою очередь, движет космический аппарат за счет последовательных взрывов небольшого количества ядерного топлива.
Также в США был придуман проект «Орион», соединявший в себе оба варианта ЯРД. Сделано это было следующим образом: из хвостовой части корабля выбрасывались небольшие ядерные заряды мощностью около 100 тонн в тротиловом эквиваленте. Вслед за ними отстреливались металлические диски. На расстоянии от корабля производился подрыв заряда, диск испарялся, и вещество разлеталось в разные стороны. Часть его попадала в усиленную хвостовую часть корабля и двигала его вперед. Небольшую прибавку к тяге должно было давать испарение плиты, принимающей на себя удары. Удельная стоимость такого полета должна была быть всего 150 тогдашних долларов на килограмм полезной нагрузки.
Дошло даже до испытаний: опыт показал, что движение при помощи последовательных импульсов возможно, как и создание кормовой плиты достаточной прочности. Но проект «Орион» был закрыт в 1965 году как неперспективный. Тем не менее, это пока единственная существующая концепция, которая может позволить осуществлять экспедиции хотя бы по Солнечной системе.
До строительства опытного экземпляра удалось дойти только реактивным ЯРД. Это были советский РД-0410 и американский NERVA. Они работали по одинаковому принципу: в «обычном» ядерном реакторе нагревается рабочее тело, которое при выбросе из сопел и создает тягу. Рабочим телом обоих двигателей был жидкий водород, но на советском в качестве вспомогательного вещества использовался гептан.
Тяга РД-0410 составляла 3,5 тонны, NERVA давал почти 34, однако имел и большие габариты: 43,7 метров длины и 10,5 в диаметре против 3,5 и 1,6 метров соответственно у советского двигателя. При этом американский двигатель в три раза проигрывал советскому по ресурсу – РД-0410 мог работать целый час.
Однако оба двигателя, несмотря на перспективность, тоже остались на Земле и никуда не летали. Главная причина закрытия обоих проектов (NERVA в середине 70-х, РД-0410 в 1985 году) – деньги. Характеристики химических двигателей хуже, чем у ядерных, но цена одного запуска корабля с ЯРД при одинаковой полезной нагрузке может быть в 8-12 раз больше пуска того же «Союза» с ЖРД. И это еще без учета всех расходов, необходимых для доведения ядерных двигателей до пригодности к практическому применению.
Вывод из эксплуатации «дешевых» Шаттлов и отсутствие в последнее время революционных прорывов в космической технике требует новых решений. В апреле этого года тогдашний глава Роскосмоса А. Перминов заявил о намерении разработать и ввести в эксплуатацию совершенно новый ЯРД. Именно это, по мнению Роскосмоса, должно кардинально улучшить «обстановку» во всей мировой космонавтике. Теперь же выяснилось, кто должен стать очередными революционерами космонавтики: разработкой ЯРД займется ФГУП «Центр Келдыша». Генеральный директор предприятия А. Коротеев уже обрадовал общественность новостью о том, что эскизный проект космического корабля под новый ЯРД будет готов уже в следующем году. Проект двигателя должен быть готов к 2019, а испытания запланированы на 2025 год.
Комплекс получил название ТЭМ – транспортно-энергетический модуль. Он будет нести ядерный реактор с газовым охлаждением. С непосредственным движителем пока не определились: либо это будет реактивный двигатель наподобие РД-0410, либо электрический ракетный двигатель (ЭРД). Однако последний тип пока нигде в мире массово не применялся: ими оснащались всего три космических аппарата. Но в пользу ЭРД говорит тот факт, что от реактора можно запитывать не только двигатель, но и множество других агрегатов или вообще использовать весь ТЭМ как космическую электростанцию. Информация - как снег на голову. Больше похоже на какую то "утку" или представление желаемого за действительное.
Это ж охренететь получается. Две сверхдержавы за полвека противостояния не смогли ядреное двигло к ракете прикрутить, а тут "Роскосмос" хрясь и за три года выдает на гора супер-пупер дорогу к звездам. Короче бронирую билет на первый рейс к Альфе Шеридана
http://bloggmaster.livejournal.com/426092.html
voprosik.net
