Viens no vērienīgākajiem Padomju Krievijas projektiem kosmosa izpētes jomā ir gandrīz noslēdzies un nonāk tūlītējas praktiskas īstenošanas stadijā. Mēs runājam par megavatu klases atomelektrostacijas izveidi. Šāda dzinēja izveide un pārbaude var būtiski mainīt situāciju Zemes tuvumā.
Megavatas klases atomelektrostacija (AES) ir Krievijas uzņēmumu grupas, kas ietilpst Roscosmos un Rosatom, kopprojekts. Šī projekta mērķis ir attīstīt megavatu klases atomelektrostaciju. Tas ir īpaši izstrādāts, lai aprīkotu jaunu kosmosa kuģi ar darba nosaukumu TEM (transporta un enerģijas modulis). Atomelektrostacijas izveides projekta darba galvenais izpildītājs ir federālais valsts vienotais uzņēmums "M. V. Keldiša vārdā nosauktais pētniecības centrs" (Maskava). Vērienīgā projekta mērķis ir panākt, lai Krievija ieņem vadošo pozīciju kosmosa enerģijas kompleksu izveidē, kas ir ļoti efektīvi un spēj atrisināt iespaidīgu uzdevumu klāstu kosmosā. Piemēram, Mēness, kā arī mūsu Saules sistēmas tālu planētu izpēte, ieskaitot automātisku bāzu izveidi uz tām.
Pašlaik kosmosa lidojumi zemes tuvumā tiek veikti ar raķetēm, kuras tiek iedarbinātas, jo to dzinējos deg šķidra vai cieta raķešu degviela. Šķidrā raķešu degviela ir sadalīta oksidētājā un degvielā. Šie komponenti atrodas dažādās raķetes tvertnēs šķidrā stāvoklī. Komponentu sajaukšana notiek jau sadegšanas kamerā, parasti ar inžektoru palīdzību. Spiediens tiek radīts darba dēļ ar pārvietošanas vai turbo sūkņu sistēmu. Turklāt propelenta sastāvdaļas tiek izmantotas, lai atdzesētu raķešu dzinēja sprauslu. Cietā raķešu degviela ir sadalīta arī degvielā un oksidētājā, bet tās ir cietvielu maisījuma veidā.
Pēdējo desmitgažu laikā šāda veida raķešu degvielas izmantošanas tehnoloģija daudzās valstīs ir pilnveidota līdz mazākajai detaļai. Tajā pašā laikā paši raķešu zinātnieki atzīst, ka šādu tehnoloģiju tālāka attīstība ir problemātiska. Bijušais Krievijas Federālās kosmosa aģentūras vadītājs Anatolijs Perminovs atzīmēja: “Aptuveni runājot, viss ir izspiests no esošajiem raķešu dzinējiem, neatkarīgi no tā, vai tie ir šķidri vai cieti. Mēģinājumi palielināt to vilci, īpašo impulsu, šķiet, ir vienkārši bezcerīgi. Uz šī fona interesē citi tehniskie risinājumi. Piemēram, atomelektrostacijas, kas dažkārt var nodrošināt vilces un specifisko impulsu palielināšanos. Anatolijs Perminovs minēja lidojuma uz Marsu piemēru, uz kuru tagad ir nepieciešams lidot 1, 5-2 gadus turp un atpakaļ. Izmantojot kodolenerģijas vilces sistēmu, lidojuma laiku varētu samazināt līdz 2–4 mēnešiem.
Ņemot to vērā, Krievijā kopš 2010. gada tiek īstenots projekts, lai izveidotu kosmosa transporta un enerģijas moduli, kura pamatā būtu megavatu klases atomelektrostacija, kurai nav analogu pasaulē. Atbilstošo rīkojumu parakstīja Dmitrijs Medvedevs. Šī projekta īstenošanai līdz 2018. gadam no federālā budžeta, Roscosmos un Rosatom, bija plānots piešķirt 17 miljardus rubļu, 7,2 miljardi rubļu no šīs summas tika piešķirti valsts korporācijai Rosatom reaktora iekārtas izveidei (Pētījumi un Dizaina institūta Dollezhal Energy Technicians), 4 miljardi rubļu - Keldišas centram kodolenerģijas dzinējspēka sistēmas attīstībai, 5,8 miljardi rubļu - RSC Energia, kurai vajadzēja izveidot transporta un enerģētikas moduli. Saskaņā ar jauno federālo kosmosa programmu 2016.-2025. Gadam, lai turpinātu darbu pie projekta, bija paredzēts piešķirt vēl 22 miljardus 890 miljonus rubļu.
Visi šie darbi tiek veikti Krievijā nevis no nulles. Par iespēju izmantot kodolenerģiju kosmosā kopš 50. gadu vidus ir apsvēruši tādi ievērojami Krievijas speciālisti kā Keldišs, Kurčatovs un Koroļovs. Tikai no 1970. līdz 1988. gadam Padomju Savienība izlaida kosmosā vairāk nekā 30 izlūkošanas pavadoņus, kas bija aprīkoti ar mazjaudas atomelektrostacijām, piemēram, Topāzu un Buku. Šie satelīti tika izmantoti, lai izveidotu visu laika apstākļu novērošanas sistēmu virszemes mērķiem visā Pasaules okeāna akvatorijā, kā arī lai izsniegtu mērķa apzīmējumu ar pārraidi komandpunktiem vai ieroču nesējiem - Legend jūras kosmosa izlūkošanu un mērķi apzīmējumu sistēma (1978). Tāpat laika posmā no 1960. līdz 1980. gadam Semipalatinskas poligonā mūsu valstī tika izstrādāts un pārbaudīts kodolraķešu dzinējs, ziņoja aģentūra TASS.
Kodolreaktora pārveidotājs "Topaz" (samazināts modelis)
Eksperti uzsver šādas kodolenerģijas piedziņas sistēmu priekšrocības:
- Spēja lidot uz Marsu 1, 5 mēnešu laikā un atgriezties, savukārt lidojums, izmantojot parastos raķešu dzinējus, var ilgt līdz 1, 5 gadiem bez iespējas atgriezties.
- Jaunas iespējas tuvzemes zemes izpētē.
- Spēja manevrēt un paātrināties, atšķirībā no iekārtām, kas var tikai paātrināties un pēc tam lidot pa noteiktu trajektoriju.
- Samazinot uzturēšanas izmaksas, kas tiek sasniegtas augsto resursu dēļ, ir iespējama 10 gadu darbība.
- Ievērojams orbītā nodotās kravnesības pieaugums, jo nav lielu degvielas tvertņu.
2014. gada 20. jūlijā tika saņemts Krievijas Federācijas patents ar numuru RU2522971 "Atomenerģijas dzinējspēkam" (AES), autors ir akadēmiķis A. Korotejevs. Vēlāk izstādē "Valsts pasūtījums - godīgam iepirkumam 2016 ", Dollezhal vārdā nosauktā AS" NIKIET "prezentēja reaktora stacijas modeli megavatu klases atomelektrostacijai. Ir zināms, ka mūsu valstī attīstāmā atomelektrostacija sastāv no trim galvenajiem elementiem: reaktora stacijas ar darba šķidrumu un palīgierīcēm, piemēram, turbīnu ģeneratoru-kompresoru un siltummaini-rekuperatoru; elektriskā raķešu vilces sistēma un radiatora ledusskapis (sistēma siltuma izmešanai kosmosā). Ņemot vērā darba gaitu, var atzīmēt, ka Krievijas Federācijai ir visas iespējas pirmajai palaist orbītā kosmosa kuģi, kas tiks aprīkots ar atomelektrostaciju.
Plānots, ka atomelektrostacijas modelis dzelzs testēšanai tiks izveidots līdz 2019. gadam. Un pirmie lidojumi kosmosā, izmantojot šādu spēkstaciju, notiks 2020. gados. Reaktoru materiālu institūta (IRM, Sverdlovskas apgabals) direktors Dmitrijs Makarovs žurnālistiem 2016. gada aprīlī sacīja, ka pirmie kodolieroču vilces sistēmas lidojuma testi ir plānoti 2020. gados. Atbildot uz TASS žurnālistu jautājumiem, viņš atzīmēja, ka tuvākajā laikā Krievijā tiks izveidots šīs ierīces prototipa stends uz zemes, un pirmie lidojuma izmēģinājumi kosmosā notiks 2020. gados. Šāda megavatu klases iekārta ļaus veidot jaudīgus elektriskos kodoldzinējus, kas var paātrināt starpplanētu transportlīdzekļus līdz nopietnam ātrumam. Šī projekta ietvaros Rosatom veido objekta sirdi - kodolreaktoru.
Reaktoru stacijas modelis megavatu klases atomelektrostacijai
Pēc Makarova teiktā, IRM šai iekārtai veiksmīgi pabeidza siltumvadošo elementu (TVEL) testus, norādot, ka tika pārbaudīti pilna mēroga degvielas elementi, kurus plānots izmantot šādos reaktoros. Makarovam nav šaubu, ka, balstoties uz Roscosmos un Rosatom institūtu pieredzi un kompetenci, būs iespējams izveidot kodolenerģijas vilces sistēmu, kas ļaus mūsu valstij sasniegt ne tikai mūsu Saules sistēmas tuvākās, bet arī attālākās planētas. Faktiski tiks izstrādāta platforma, ar kuras palīdzību būs iespējams īstenot nopietnas pētniecības programmas, kuru mērķis ir izpētīt dziļo kosmosu.
Atomelektrostacijas attīstībai Krievijā ir šādas praktiskas priekšrocības. Pirmkārt, tas ir ievērojams Krievijas un cilvēces spēju paplašinājums. Ar kodolenerģiju darbināms kosmosa kuģis padarīs cilvēku ceļojumus uz Marsu un citām planētām par realitāti.
Otrkārt, šādi kuģi ievērojami uzlabos cilvēka darbību tuvumā esošajā kosmosā, dodot reālu iespēju sākt Mēness kolonizāciju (jau ir projekti, lai uz Zemes pavadoņa izveidotu atomelektrostacijas). “Tiek apsvērta atomelektrostaciju izmantošana lielām pilotējamām kosmosa sistēmām, nevis maziem kosmosa kuģiem, kas var lidot cita veida iekārtās, izmantojot jonu dzinējus vai saules vēja enerģiju. Atkārtoti izmantojamos velkoņu velkoņos būs iespējams izmantot kodolenerģijas vilces sistēmas. Piemēram, lai pārvietotu dažādas kravas starp zemām un augstām orbītām, veiktu lidojumus uz asteroīdiem. Tāpat būs iespējams nosūtīt ekspedīciju uz Marsu vai izveidot atkārtoti lietojamu Mēness velkoni,”stāsta profesors Oļegs Gorškovs. Šādi kuģi spēj mainīt visu kosmosa izpētes ekonomiku. Kā atzīmē RSC Energia speciālisti, ar kodolenerģiju darbināma nesējraķete varēs vairāk nekā divas reizes samazināt izmaksas par kravas palaišanu apkārtmēra orbītā, salīdzinot ar raķetēm, kas aprīkotas ar šķidro propelentu raķešu dzinējiem.
Treškārt, šī attīstība ir jaunas tehnoloģijas un materiāli, kas noteikti parādīsies projekta īstenošanas laikā. Tos var ieviest citās Krievijas rūpniecības nozarēs - mašīnbūvē, metalurģijā utt. Šis ir izrāviena projekts, kuru veiksmīgi īstenojot, tas var dot jaunu impulsu Krievijas ekonomikai.
