Jeden z najambicióznejších sovietsko-ruských projektov v oblasti prieskumu vesmíru je blízko dokončeniu a vstupuje do fázy bezprostrednej praktickej implementácie. Hovoríme o vytvorení jadrovej elektrárne triedy megawattov. Vytvorenie a testovanie takéhoto motora môže výrazne zmeniť stav vecí v blízkom zemskom priestore.
Jadrová elektráreň (NPPU) triedy megawattov je spoločným projektom skupiny ruských podnikov, ktoré sú súčasťou spoločností Roscosmos a Rosatom. Tento projekt je zameraný na vývoj jadrovej elektrárne triedy megawattov. Je navrhnutý špeciálne na vybavenie novej vesmírnej lode s pracovným názvom TEM (dopravný a energetický modul). Hlavným vykonávateľom prác na projekte výstavby jadrovej elektrárne je Federálne štátne jednotné podnikanie „Výskumné centrum pomenované po M. V. Keldyshovi“(Moskva). Cieľom ambiciózneho projektu je dostať Rusko na vedúce miesto vo vytváraní energetických komplexov na vesmírne účely, ktoré sú vysoko účinné a schopné riešiť pôsobivú škálu úloh vo vesmíre. Napríklad prieskum Mesiaca, ako aj vzdialených planét našej slnečnej sústavy vrátane vytvorenia automatických základní na nich.
V súčasnosti sa vesmírne lety v blízkosti Zeme vykonávajú na raketách, ktoré sa dajú do pohybu v dôsledku spaľovania kvapalného alebo tuhého raketového paliva v ich motoroch. Tekuté raketové palivo sa delí na oxidačné činidlo a palivo. Tieto komponenty sú v rôznych nádržiach rakety v kvapalnom stave. Miešanie zložiek prebieha už v spaľovacej komore, zvyčajne pomocou vstrekovačov. Tlak sa vytvára v dôsledku práce výtlakového alebo turbočerpadlového systému. Komponenty hnacieho plynu sa navyše používajú na chladenie dýzy raketového motora. Tuhé raketové palivo sa tiež delí na palivo a okysličovadlo, ale sú vo forme zmesi tuhých látok.
Za posledné desaťročia bola technológia využívania týchto typov raketových palív v mnohých krajinách zdokonalená do najmenších detailov. Samotní raketoví vedci zároveň priznávajú, že ďalší vývoj takýchto technológií je problematický. Bývalý šéf Ruskej federálnej vesmírnej agentúry Anatolij Perminov poznamenal: „Zhruba povedané, z existujúcich raketových motorov bolo vytlačené všetko, či už kvapalné alebo tuhé. Pokusy o zvýšenie ich ťahu, konkrétny impulz, sa zdajú byť jednoducho beznádejné. “Na tomto pozadí sú zaujímavé ďalšie technické riešenia. Napríklad jadrové elektrárne, ktoré môžu občas poskytnúť zvýšenie ťahu a konkrétneho impulzu. Anatolij Perminov uviedol príklad letu na Mars, na ktorý je teraz potrebné letieť 1, 5-2 roky tam a späť. Pri použití jadrového pohonného systému by sa doba letu mohla skrátiť na 2-4 mesiace.
Keď to vezmeme do úvahy, v Rusku sa od roku 2010 realizuje projekt na vytvorenie modulu pre vesmírnu dopravu a napájanie na základe jadrovej elektrárne triedy megawattov, ktorá nemá vo svete obdoby. Zodpovedajúcu objednávku podpísal Dmitrij Medvedev. Na implementáciu tohto projektu do roku 2018 z federálneho rozpočtu Roscosmos a Rosatom bolo plánované vyčleniť 17 miliárd rubľov, 7,2 miliardy rubľov z tejto sumy bolo pridelených štátnej korporácii Rosatom na vytvorenie reaktorového zariadenia (Výskum and Design Institute Dollezhal Energy Technicians), 4 miliardy rubľov - do Keldysh Center na vývoj pohonného systému jadrovej energie, 5,8 miliardy rubľov - spoločnosti RSC Energia, ktorá mala vytvoriť dopravný a energetický modul. V súlade s novým federálnym vesmírnym programom na roky 2016-2025 na ďalšiu prácu na projekte sa plánovalo vyčleniť ďalších 22 miliárd 890 miliónov rubľov.
Všetky tieto práce sa vykonávajú v Rusku nie od začiatku. O možnosti využitia jadrovej energie vo vesmíre uvažujú od polovice 50. rokov 20. storočia takí významní ruskí špecialisti ako Keldysh, Kurchatov a Korolev. Len od roku 1970 do roku 1988 Sovietsky zväz vypustil do vesmíru viac ako 30 prieskumných satelitov, ktoré boli vybavené nízkoenergetickými jadrovými elektrárňami ako Topaz a Buk. Tieto satelity boli použité na vytvorenie systému sledovania za každého počasia pre povrchové ciele v celej vodnej oblasti Svetového oceánu, ako aj na určenie cieľa s prenosom na veliteľské stanovištia alebo nosiče zbraní - prieskum námorného priestoru Legend a cieľ systém označovania (1978). Tiež v rokoch 1960 až 1980 bol u nás na testovacom mieste Semipalatinsk vyvinutý a testovaný jadrový raketový motor, informovala agentúra TASS.
Konvertor jadrového reaktora „Topaz“(zmenšený model)
Odborníci zdôrazňujú nasledujúce výhody pohonných systémov jadrovej energie:
- Schopnosť letieť na Mars za 1, 5 mesiaca a vrátiť sa späť, pričom let s použitím bežných raketových motorov môže trvať až 1, 5 roka bez možnosti návratu späť.
- Nové príležitosti v štúdiu vesmíru blízko Zeme.
- Schopnosť manévrovať a zrýchľovať, na rozdiel od zariadení, ktoré môžu iba zrýchliť a potom lietať po danej trajektórii.
- Je možné zníženie nákladov na údržbu, ktoré je dosiahnuté vďaka vysokému zdroju, 10-ročnou prevádzkou.
- Významné zvýšenie hmotnosti užitočného zaťaženia na obežnú dráhu v dôsledku absencie veľkých palivových nádrží.
20. júla 2014 bol prijatý patent Ruskej federácie pod číslom RU2522971 na „Pohonnú elektráreň na jadrovú energiu“(JE), autorom je akademik A. Koroteev. Neskôr na výstave „Štátny poriadok - ZA spravodlivé obstarávanie 2016 “, JSC„ NIKIET “pomenovaná po Dollezhalovi, predstavila model reaktorovej elektrárne pre jadrovú elektráreň triedy megawattov. Je známe, že jadrová elektráreň, ktorá sa u nás vyvíja, pozostáva z troch hlavných prvkov: reaktorovej elektrárne s pracovnou tekutinou a pomocných zariadení, akými sú generátor turbíny-kompresor a výmenník tepla-rekuperátor; elektrický raketový pohonný systém a chladič chladiča (systém na odvod tepla do vesmíru). Vzhľadom na postup prác je možné poznamenať, že Ruská federácia má všetky šance ako prvá vypustiť na obežnú dráhu vesmírnu loď, ktorá bude vybavená jadrovou elektrárňou.
Plánuje sa, že do roku 2019 bude vytvorený model jadrovej elektrárne na železo na testovanie. A prvé lety do vesmíru pomocou takejto elektrárne sa uskutočnia v roku 2020. Dmitrij Makarov, riaditeľ Ústavu materiálov pre reaktory (IRM, Sverdlovská oblasť), novinárom v apríli 2016 povedal, že prvé letové testy jadrového vesmírneho pohonného systému boli naplánované na 2020. Pri odpovedi na otázky novinárov agentúry TASS poznamenal, že v blízkej budúcnosti bude v Rusku vytvorený pozemný prototypový stojan tohto zariadenia a prvé letové testy vo vesmíre sa uskutočnia v roku 2020. Takáto inštalácia triedy megawattov umožní vytvorenie výkonných elektrických jadrových motorov, ktoré môžu medziplanetárne vozidlá zrýchliť na vážne rýchlosti. V rámci tohto projektu Rosatom vytvára srdce zariadenia - jadrový reaktor.
Model reaktorovej elektrárne pre jadrovú elektráreň triedy megawattov
Podľa Makarova IRM úspešne dokončil testy tepelne vodivých prvkov (TVEL) pre túto inštaláciu a spresnil, že boli testované palivové články v plnom rozsahu, ktoré sa plánujú použiť v takýchto reaktoroch. Makarov nepochybuje, že na základe skúseností a kompetencií ústavov Roscosmos a Rosatom bude možné vytvoriť pohonný systém jadrovej energie, ktorý našej krajine umožní dosiahnuť nielen najbližšie, ale aj vzdialené planéty našej slnečnej sústavy. V skutočnosti sa vyvinie platforma, pomocou ktorej bude možné realizovať seriózne výskumné programy zamerané na štúdium vesmíru.
Rozvoj jadrovej elektrárne v Rusku má nasledujúce praktické výhody. Po prvé, ide o významné rozšírenie schopností Ruska a ľudstva vo všeobecnosti. Sonda poháňaná jadrovou energiou urobí z cestovania ľudí na Mars a ďalšie planéty realitu.
Za druhé, tieto lode výrazne zvýšia ľudskú aktivitu v blízkom zemskom priestore, čo poskytne skutočnú príležitosť začať kolonizovať Mesiac (už existujú projekty na výstavbu jadrových elektrární na zemskom satelite). "Použitie jadrových elektrární sa zvažuje pre veľké vesmírne systémy s posádkou, a nie pre malé vesmírne lode, ktoré môžu lietať na iných typoch zariadení pomocou iónových motorov alebo slnečnej veternej energie." Na opakovane použiteľné interorbitálne remorkéry bude možné použiť pohonné systémy jadrovej energie. Napríklad na premiestňovanie rôznych nákladov medzi nízkymi a vysokými obežnými dráhami, na vykonávanie letov k asteroidom. Bude tiež možné vyslať expedíciu na Mars alebo vytvoriť opakovane použiteľný lunárny remorkér, “hovorí profesor Oleg Gorshkov. Takéto lode sú schopné zmeniť celú ekonomiku prieskumu vesmíru. Ako poznamenávajú špecialisti RSC Energia, nosná raketa poháňaná jadrovou energiou bude schopná znížiť náklady na vynesenie užitočného zaťaženia na obežnú dráhu oblúka viac ako dvakrát v porovnaní s raketami vybavenými raketovými motormi na kvapalné palivo.
Po tretie, týmto vývojom sú nové technológie a materiály, ktoré sa určite objavia počas implementácie projektu. Môžu byť zavedené do iných odvetví ruského priemyslu - strojárstva, hutníctva atď. Ide o prelomový projekt, ktorý v prípade úspešnej implementácie môže dať nový impulz ruskej ekonomike.
