Космический ядерный транспортно-энергетический модуль. Новые возможности в изучении космоса
Осенью прошлого года в Сети неожиданно появились фотографии из КБ «Арсенал» с элементами конструкции транспортно-энергетического модуля (ТЭМ). Стало ясно, что работы над ТЭМ в Российской Федерации продолжаются.
Собственно, что такое ТЭМ? Это космический ядерный транспортно-энергетический модуль, или по-простому ядерный буксир, который в первую очередь предназначен для буксировки спутников на высокоэнергетические орбиты и осуществления межпланетных миссий. В основе этого буксира лежит ядерный реактор, который вырабатывает электроэнергию для питания электроракетных двигателей (ЭРД).
О том, что работы над ТЭМ ведутся в России, было известно довольно давно но они практически не освещались в средствах массовой информации, поэтому широкая общественность об этом ничего не знает. А работы эти, разумеется, начались не на пустом месте и, чтобы лучше понять, что же сейчас происходит, необходимо вернуться, с одной стороны, в не такое уж далекое, а с другой — не в такое уже теперь и близкое прошлое.
Первое постановление ЦК КПСС и Совмина о разработке тяжелой ракеты-носителя, использующей ядерный ракетный двигатель (ЯРД), вышло 30 июня 1958 г. Этот документ также предусматривал разработку носителей с использованием криогенных жидкостных ракетных двигателей. В подготовке этого постановления участвовали С. П. Королев, М. В. Келдыш, В. П. Глушко, И. В. Курчатов — первые лица советских космической и атомной программ. В тот период Глушко заинтересовала идея ЯРД, и он организовал проектные работы на эту тему совместно с НИИ-1 (ныне — Центр Келдыша). Королев в ОКБ-1 дал поручение изучить возможность создания ракеты с использованием ЯРД. Важно не путать ЭРД и ЯРД. В последнем сильно разогретое рабочее тело, пройдя через активную зону реактора, выбрасывается в космос через сопло и создает тягу. Принцип работы ЭРД основан на преобразовании электрической энергии в направленную кинетическую энергию истекающих частиц, создающих тягу. В 1959 г. были проведены расчеты и исследованы различные варианты тяжелых ракет-носителей, в том числе с кислородно-водородными жидкостными ракетными двигателями и ЯРД. В СССР испытания проводились вплоть до 1989 г. На Семипалатинском полигоне был построен исследовательский графитовый реактор — ИГР, стендовый комплекс Байкал-1 с исследовательским высокотемпературным газовым реактором ИВГ-1 и двумя рабочими местами для отработки изделий. Запуск первого отечественного прототипа ЯРД — реактора ИВГ-1 — состоялся в 1975 г. В 1970-е и 1980-е гг. на нем были проведены представительные ресурсные испытания основных узлов реакторов ЯРД.Тем не менее в космос ЯРД так и не отправились.
Но зато успешнее оказались способы вырабатывания электроэнергии с помощью ядерных реакторов и радиоизотопных термоэлектрогенераторов. В 1970 г. были начаты наземные испытания ядерной энергоустановки (ЯЭУ) «Топаз» с термоэмиссионным преобразователем и осуществлен запуск первого космического аппарата с ЯЭУ «Бук» на основе термоэлектрического преобразователя. Всего с 1970 по 1988 гг. Советский Союз вывел в космос 32 космических аппарата УС-А с ядерной энергоустановкой, включающей реактор и термоэлектрический преобразователь и два космических аппарата «Плазма» с термоэмиссионной ядерной энергоустановкой.
Постановлением Правительства РФ № 144 от 2 февраля 1998 г. была принята Концепция развития космической ядерной энергетики в России. Она предусматривала создание научно-технического задела, обеспечивающего возможность разработки после 2010 г. реакторных ЯЭУ мощностью порядка 100 кВт и реализации с их помощью широкого круга миссий как в околоземном космосе, так и в межпланетном пространстве.
Продолжение статьи читайте в майском номере журнала "Наука и техника" за 2021 год. Доступна как печатная, так и электронная версии журнала. Оформить подписку на журнал можно здесь.
В магазине на сайте также можно купить магниты, календари, постеры с авиацией, кораблями, сухопутной техникой.
