Mūsu valstī turpinās transporta un enerģijas moduļa TEM izstrāde ar megavatu klases (AES) atomelektrostaciju. Šāda ekspluatācijai piemērota modeļa izskats nopietni ietekmēs vietējās un pasaules astronautikas turpmāko attīstību. Tikmēr TEM ir projektēšanas darbu stadijā, un nesen sabiedrībai atkal tika parādīts šāda produkta modelis pašreizējā formā.
Izstāde MAKS-2019
Pēdējos gados ir atkārtoti publicēti dažādi materiāli par TEM un kodolenerģijas piedziņas sistēmām. Cita starpā izstrādātāji parādīja rasējumus ar iespējamu šāda parauga izskatu. Augusta beigās salona MAKS-2019 ietvaros notika pirmā jaunā TEM izkārtojuma demonstrācija, atspoguļojot pašreizējos uzskatus par šo projektu. Modelis atradās Roscosmos paviljonā Arsenal KB stendā.
Pašreizējā TEM dizaina versija ievērojami atšķiras no iepriekš demonstrētajām versijām, taču saglabā noteiktas iezīmes. Jo īpaši ir saglabāti vienību montāžas vispārējie noteikumi un pieejas projektēšanai. Tajā pašā laikā pastāv vairākas raksturīgas atšķirības.
Maizes dēļa moduļa lielākais elements ir teleskopiska četru sekciju kopne ar apļveida šķērsgriezumu, kas ir pamats vienību salikšanai. Tās galva ir aprīkota ar konisku kopni un slēgtu nodalījumu. Kopnes sānos ir seši dzesēšanas paneļi. TEM astes daļa ir izgatavota slēgta taisnstūra korpusa formā. Galvenā kopne ir piestiprināta pie tā priekšā, saules paneļi atrodas sānos. Korpusā atrodas jauna tipa raķešu dzinēji un citas vienības.
Jauns un vecs
Iepriekš publikācijās par TEM un kodolenerģijas vilces sistēmām parādījās attēli ar cita izskata aprīkojumu. Saskaņā ar vienu no jaunākajām projekta versijām transporta-enerģijas modulim jābūt balstītam uz gareniski bīdāmu kopni ar kvadrātveida šķērsgriezumu un lielu izstiepumu, kas atvieglo produkta palaišanu orbītā. Nodaļa ar reaktoru atrodas galvas daļā, elektriskais raķešu dzinējs un citas sistēmas, kas novietotas uz izvietojamiem balstiem astes daļā. Bija paredzēts izvietot dzesēšanas iekārtas gar nesošo kopni.
KB "Arsenal" izkārtojumam ir vairākas raksturīgas iezīmes un tas atšķiras no vecākiem attēliem. Pirmkārt, tas izceļas ar galvenās kopnes dizainu un vienību izkārtojumu. Jauno TEM versiju raksturo masīvāka, cita dizaina nesoša kopne. Viņš arī pazaudēja X formas astes izlices, izvietoja lidojuma laikā un nesa dažus instrumentus.
Izkārtojuma dizains ļauj mainīt izkārtojumu. Varbūt tagad lielajā astes korpusā ir ne tikai elektriskais raķešu dzinējs, bet arī kodolreaktors ar pavadošajām sistēmām. Šajā gadījumā mazāko galvas korpusu var izmantot vadības sistēmu vai cita aprīkojuma izvietošanai.
Iepriekš dažādās diagrammās bija redzamas dažādas dzesēšanas sistēmas konfigurācijas. Tas pats attiecas uz jauno izkārtojumu. Šoreiz, lai telpā izstarotu lieko siltumu, tiek piedāvāts izmantot sešus paneļus-izstarotājus, kas uzstādīti gar kopni trīs paralēlu "plakņu" veidā. Iepriekš tika piedāvātas citas vēsākas konfigurācijas, t.sk. lielākas platības pildvielas, kas aizņem gandrīz visu nesošās kopnes garumu.
Pagājušā gada novembrī televīzijas studija "Roskosmos" publicēja videoierakstu, kurā parādīta iespējamā nākotnes TEM parādīšanās ar atomelektrostaciju. Šī moduļa versija būtiski atšķīrās no iepriekš demonstrētās. Saglabājot lineāro arhitektūru, kuras pamatā ir bīdāma kopne, šādam TEM bija jābūt astes vienībām, kas izgatavotas atvērtā cilindra veidā. Šādā veidā vajadzēja veikt elektrostaciju, dzesēšanu utt.
Ir viegli redzēt, ka pašreizējais TEM izkārtojums atšķiras arī no "pagājušā gada" izskata versijas. Tajā pašā laikā pēc izskata un dizaina tas ir daudz tuvāk iepriekšējām projekta versijām.
Tehniskie izaicinājumi
TEM projekts izceļas ar visaugstāko tehnisko sarežģītību, un tā veiksmīgai īstenošanai ir jāatrisina daudzas īpašas problēmas. Lai izveidotu šādu moduli, ir nepieciešami jauni komponentu un mezglu projekti, jaunas tehnoloģijas un materiāli ar īpašām īpašībām. Nepieciešamība atrisināt visas šīs problēmas ir novedusi pie tā, ka atomelektrostacijas un TEM izstrādi veic vairāki uzņēmumi no Roscosmos un Rosatom.
Dažādos laikos publicētajos materiālos bija dažādas TEM versijas, un tā iemeslu var uzskatīt par projekta vispārējo sarežģītību. Panākumi, meklējot risinājumus noteiktām problēmām, izraisīja atbilstošas izmaiņas moduļa vispārējā izskatā. Attiecīgi jaunākais TEM izkārtojums no KB "Arsenal" parāda pašreizējos uzskatus par projektu.
Saskaņā ar zināmiem datiem par atomelektrostacijas pamatu tika izvēlēts ar gāzi dzesēts ātrā neitronu kodolreaktors. Dzesēšanas sistēmas pirmajā ķēdē tiks izmantots hēlija-ksenona maisījums. Degviela ar paaugstinātu bagātināšanas pakāpi tiks ievietota kodolā. Iekšējā temperatūra sasniegs 1500 ° K. Plānots nodrošināt augstāko projektēšanas resursu, ļaujot TEM darboties 10-12 gadus.
Šāda veida un ar šādām īpašībām atomelektrostacijas vēl nav izveidotas un ekspluatētas. Šādas konstrukcijas uzbūvei nepieciešami materiāli ar augstu izturību pret termisko un mehānisko spriegumu. Ir arī jāizstrādā pats dizains, lai ar nepieciešamo jaudu tam būtu pieņemami izmēri un svars.
Dzesēšanas sistēmu jomā ir grūtības. Megavatu klases atomelektrostacijai ir jāizkliedē kosmosā salīdzināmi siltumenerģijas apjomi. Mūsdienu kosmosa tehnoloģiju radiatori vēl nevar lepoties ar šādām īpašībām. Tātad ISS dzesēšanas sistēma nokrīt kosmosā apm. 70 kW siltumenerģijas ir vairākas reizes mazāka nekā atomelektrostacijai un TEM.
Tiek izstrādāti dažādi TEM dzesētāju varianti, kas atspoguļojas attēlos un modeļu montāžas laikā. Acīmredzot plakano radiatoru komplekts no Arsenal izkārtojuma pašlaik tiek uzskatīts par visrentablāko dizainu ar optimālām īpašībām. Tomēr ir pilnīgi iespējams, ka šī sistēma nebūs galīgā versija.
Neskatoties uz visām grūtībām, TEM projekta ietvaros ir gūti ievērojami panākumi. Tātad pirms vairākiem gadiem tika sākti testi ar elektrisko raķešu dzinēju ID-500, kas radīts tieši topošajai atomelektrostacijai. 2017. gadā šāds produkts stendā strādāja 300 stundas, parādot jaudu 35 kW.
Atomelektrostacijas un TEM atsevišķu sastāvdaļu montāža un pārbaude tiek veikta regulāri. Piemēram, pagājušajā gadā tika pārbaudīts pilienu dzesēšanas sistēmas prototips. Tiek pārbaudītas citas reaktora sastāvdaļas, palīgsistēmas un transporta un barošanas modulis kopumā.
Tālās nākotnes transports
Pašreizējo atomelektrostacijas un TEM projektu mērķis ir izveidot daudzsološu kompleksu, kas spēj atrisināt jaunas problēmas kosmosā. Transporta un jaudas modulim ar reaktoru un elektrisko raķešu dzinēju būs svarīgas priekšrocības salīdzinājumā ar tradicionālās konstrukcijas raķešu sistēmām, un tas ļaus veiksmīgi organizēt jaunas misijas.
Par galveno TEM pielietojuma jomu uzskata lidojumus uz citām debess ķermeņiem. AES uzrāda visaugstāko degvielas patēriņa efektivitāti, un tai ir unikāls specifisks impulss, kas vienkāršo lidojumus uz Mēnesi vai Marsu. Tāpat kļūst iespējams palielināt lietderīgo slodzi salīdzinājumā ar pašreizējām raķešu un kosmosa sistēmām. Svarīga TEM iezīme ir spēja piegādāt slodzi ar strāvu, izmantojot moduļa standarta līdzekļus.
Tomēr šādu rezultātu iegūšana ir iespējama tikai tālā nākotnē. Saskaņā ar pašreizējiem plāniem TEM lidojuma testi pilnā konfigurācijā sāksies ne agrāk kā divdesmito gadu beigās. Darbības sākšana un moduļa iesaistīšana reālā darbā ir iespējama tikai trīsdesmito gadu sākumā.
TEM darbs turpināsies vēl vairākus gadus, un šajā laikā projektā var notikt būtiskas izmaiņas. Šajā sakarā var pieņemt, ka MAKS-2019 moduļa izkārtojums drīz pārstās atspoguļot izveidotā produkta patieso izskatu. Tomēr, mainoties uzskatiem par struktūru un tās elementiem, tiks radīti jauni demonstrācijas materiāli - jau nākamajās izstādēs.
