Een van die mees ambisieuse Sowjet-Russiese projekte op die gebied van ruimteverkenning is naby aan voltooiing en begin die stadium van onmiddellike praktiese implementering. Ons praat oor die oprigting van 'n kernkragaanleg van 'n megawatt -klas. Die skep en toetsing van so 'n enjin kan die toedrag van sake in die nabye ruimte aansienlik verander.
Die kernkragaanleg van megawatt-klas (NPPU) is 'n gesamentlike projek van 'n groep Russiese ondernemings wat deel uitmaak van Roscosmos en Rosatom. Hierdie projek is daarop gemik om 'n megawatt -klas kernkragaanleg te ontwikkel. Dit is spesifiek ontwerp om 'n nuwe ruimtetuig met die werknaam TEM (vervoer- en energiemodule) toe te rus. Die hoofuitvoerder van die werk aan die projek om 'n kernkragaanleg te skep, is die 'Research Center' van die Federal State Unitary Enterprise, vernoem na M. V. Keldysh (Moskou). Die doel van die ambisieuse projek is om Rusland in 'n leidende posisie te bring in die skepping van energiekomplekse vir ruimtedoeleindes, wat hoogs doeltreffend is en 'n indrukwekkende reeks take in die buitenste ruimte kan oplos. Byvoorbeeld, verkenning van die maan, sowel as verre planete van ons sonnestelsel, insluitend die skep van outomatiese basisse daarop.
Tans word ruimtevlugte in die nabye aarde-ruimte op vuurpyle uitgevoer, wat aan die gang gesit word as gevolg van die verbranding van vloeibare of vaste vuurpylbrandstof in hul enjins. Vloeibare vuurpylbrandstof word verdeel in 'n oksideermiddel en 'n brandstof. Hierdie komponente is in die verskillende tenks van die vuurpyl in vloeibare toestand. Die vermenging van die komponente vind reeds in die verbrandingskamer plaas, gewoonlik deur middel van inspuiters. Die druk word veroorsaak as gevolg van die werk van 'n verplasing- of turbo -pompstelsel. Boonop word die dryfkomponente gebruik om die spuitstuk van die vuurpylmotor af te koel. Vaste vuurpylbrandstof word ook verdeel in brandstof en oksideermiddel, maar dit is in die vorm van 'n mengsel van vaste stowwe.
Die afgelope dekades is die tegnologie om hierdie tipe vuurpylbrandstof te gebruik tot in die kleinste detail in baie lande vervolmaak. Terselfdertyd erken die vuurpylwetenskaplikes self dat die verdere ontwikkeling van sulke tegnologieë problematies is. Anatoly Perminov, voormalige hoof van die Russiese Federale Ruimteagentskap, het opgemerk: “Alles is grofweg uit die bestaande vuurpylmotors gedruk, hetsy vloeibaar of solied. Pogings om hul krag, spesifieke impuls te verhoog, is eenvoudig hopeloos.” Teen hierdie agtergrond is ander tegniese oplossings van belang. Byvoorbeeld, kernkragaanlegte, wat soms 'n toename in krag en spesifieke impuls kan bied. Anatoly Perminov het 'n voorbeeld gegee van 'n vlug na Mars, waarheen dit nou nodig is om 1, 5-2 jaar heen en weer te vlieg. Met die gebruik van 'n kernaangedrewe stelsel kan die vlugtyd tot 2-4 maande verminder word.
Met inagneming hiervan, in Rusland, word sedert 2010 'n projek geïmplementeer om 'n ruimtevervoer- en kragmodule te skep wat gebaseer is op 'n megawatt-klas kernkragaanleg wat geen analoë in die wêreld het nie. Die ooreenstemmende bevel is onderteken deur Dmitri Medvedev. Vir die implementering van hierdie projek tot 2018 uit die federale begroting, Roscosmos en Rosatom, is beplan om 17 miljard roebels toe te ken, 7, 2 miljard roebels van hierdie bedrag is aan die staatskorporasie Rosatom toegewys vir die oprigting van 'n reaktorfasiliteit (Research en Design Institute Dollezhal Energy Technicians), 4 miljard roebels - aan die Keldysh -sentrum vir die ontwikkeling van 'n kernkragaangedrewe stelsel, 5,8 miljard roebels - aan RSC Energia, wat veronderstel was om 'n vervoer- en energiemodule te skep. In ooreenstemming met die nuwe federale ruimteprogram in 2016-2025 vir verdere werk aan die projek, is beoog om nog 22 miljard 890 miljoen roebels toe te ken.
Al hierdie werke word nie van nuuts af in Rusland uitgevoer nie. Die moontlikheid om kernenergie in die ruimte te gebruik, word sedert die middel van die vyftigerjare deur vooraanstaande Russiese spesialiste soos Keldysh, Kurchatov en Korolev oorweeg. Slegs tussen 1970 en 1988 het die Sowjetunie meer as 30 verkenningssatelliete in die ruimte gelanseer, wat toegerus was met lae-krag kernkragsentrales soos Topaz en Buk. Hierdie satelliete is gebruik om 'n alle -weer -toesigstelsel vir oppervlakteikens in die hele watergebied van die Wêreld -oseaan te skep, sowel as om 'n teikenaanduiding met stuur na bevelposte of wapendraers uit te reik - die Legend mariene ruimteverkenning en teiken aanwysingstelsel (1978). In die tydperk van 1960 tot 1980 is 'n kernraketmotor in ons land op die Semipalatinsk -toetswebwerf ontwikkel en getoets, berig die TASS -agentskap.
Kernreaktor-omskakelaar "Topaz" (verminderde model)
Kenners beklemtoon die volgende voordele van kernkragaangedrewe stelsels:
- Die vermoë om binne 1, 5 maande na Mars te vlieg en terug te keer, terwyl 'n vlug met konvensionele vuurpylenjins tot 1, 5 jaar kan duur sonder om terug te keer.
- Nuwe geleenthede vir die bestudering van ruimte naby die aarde.
- Die vermoë om te beweeg en te versnel, in teenstelling met installasies wat slegs kan versnel en dan op 'n gegewe baan kan vlieg.
- Vermindering van onderhoudskoste, wat bereik word as gevolg van 'n hoë hulpbron, is 10 jaar operasie moontlik.
- 'n Beduidende toename in die vragmassa wat in 'n wentelbaan geplaas word weens die afwesigheid van groot brandstoftenks.
Op 20 Julie 2014 is 'n patent van die Russiese Federasie ontvang onder die nommer RU2522971 vir die "Nuclear Power Propulsion Plant" (NPP), die skrywer is akademikus A. Koroteev. Later, tydens die uitstalling "State Order - FOR Fair Procurement 2016 ", JSC" NIKIET "vernoem na Dollezhal het 'n model van 'n reaktoraanleg vir 'n kernkragaanleg van 'n megawatt -klas aangebied. Dit is bekend dat die kernkragsentrale wat in ons land ontwikkel word, uit drie hoofelemente bestaan: 'n reaktoraanleg met 'n werkvloeistof en hulpapparate, soos 'n turbine-generator-kompressor en 'n warmtewisselaar-recuperator; 'n elektriese vuurpylaangedrewe stelsel en 'n verkoeler -yskas ('n stelsel om hitte in die ruimte te gooi). Met inagneming van die vordering van die werk, kan opgemerk word dat die Russiese Federasie die eerste kans het om 'n ruimtetuig in 'n wentelbaan te lanseer, wat toegerus sal wees met 'n kernkragsentrale.
Daar word beplan dat 'n model van 'n kernkragaanleg in yster vir toetsing teen 2019 geskep sal word. En die eerste vlugte na die ruimte met so 'n kragstasie sal in die 2020's plaasvind. Dmitry Makarov, direkteur van die Institute of Reactor Materials (IRM, Sverdlovsk -streek), het in April 2016 aan joernaliste gesê dat die eerste vlugtoetse van 'n kernruimtedryfstelsel vir die 2020's beplan word. As antwoord op die vrae van TASS-joernaliste, het hy opgemerk dat daar in die nabye toekoms 'n grondgebaseerde prototipe-stand van hierdie toestel in Rusland geskep sal word, en dat die eerste vlugtoetse in die ruimte in die 2020's sal plaasvind. So 'n installasie van 'n megawatt -klas sal die vorming van kragtige elektriese kernmotors moontlik maak wat interplanetêre voertuie tot ernstige snelhede kan versnel. As deel van hierdie projek skep Rosatom die hart van die fasiliteit - 'n kernreaktor.
Model van 'n reaktoraanleg vir 'n kernkragaanleg van 'n megawatt -klas
Volgens Makarov het die IRM die toetse van hitte-geleidende elemente (TVEL) vir hierdie installasie suksesvol afgehandel deur te spesifiseer dat brandstofelemente op groot skaal getoets is, wat beplan word om in sulke reaktore gebruik te word. Makarov het geen twyfel dat op grond van die ervaring en bekwaamheid van die Roscosmos- en Rosatom -institute, dit moontlik sal wees om 'n kernkragaangedrewe stelsel te skep waarmee ons land nie net die naaste, maar ook verre planete van ons sonnestelsel kan bereik nie. In werklikheid sal 'n platform ontwikkel word waarmee ernstige navorsingsprogramme vir die bestudering van diepe ruimte moontlik sal wees.
Die ontwikkeling van 'n kernkragaanleg in Rusland hou die volgende praktiese voordele in. Eerstens is dit 'n aansienlike uitbreiding van die vermoëns van Rusland en die mensdom in die algemeen. Kernvliegtuie wat deur kernkrag aangedryf word, sal mense se reise na Mars en ander planete 'n werklikheid maak.
Tweedens sal sulke skepe die menslike aktiwiteit in die ruimte naby die aarde aansienlik verbeter, wat die geleentheid bied om die maan te koloniseer (daar is reeds projekte om kernkragaanlegte op die aarde se satelliet te bou). 'Die gebruik van kernkragaanlegte word oorweeg vir groot bemande ruimtestelsels, en nie vir klein ruimtetuie wat op ander tipes installasies kan vlieg met behulp van ioonmotors of sonenergie nie. Dit sal moontlik wees om kernkragaangedrewe stelsels op herbruikbare interorbitale sleepbote te gebruik. Byvoorbeeld, om verskillende vragte tussen lae en hoë wentelbane te beweeg, om vlugte na asteroïdes uit te voer. Dit sal ook moontlik wees om 'n ekspedisie na Mars te stuur of 'n herbruikbare maan sleepboot te skep, 'sê professor Oleg Gorshkov. Sulke skepe kan die hele ekonomie van ruimteverkenning verander. Soos die spesialiste van RSC Energia opgemerk het, sal 'n lanseervoertuig wat met kernkrag aangedryf word, meer as twee keer die koste om 'n vrag in 'n wentelbaan te laat afneem, verlaag in vergelyking met vuurpyle wat toegerus is met vuurpyl-enjins.
Derdens is hierdie ontwikkeling nuwe tegnologieë en materiaal wat sekerlik tydens die implementering van die projek sal verskyn. Hulle kan in ander takke van die Russiese industrie bekendgestel word - meganiese ingenieurswese, metallurgie, ens. Dit is 'n deurbraakprojek wat, indien dit suksesvol geïmplementeer word, 'n nuwe stukrag kan gee aan die Russiese ekonomie.
