Üks viimaste aastate julgemaid projekte kosmosetehnoloogia vallas areneb ja häid uudiseid on põhjustel. Hiljuti sai teatavaks projekti "Megavattklassi tuumaelektrijaamal põhineva transpordi- ja energiamooduli loomine" töö lõpetamine. Nüüd peavad teadlased tegema mitmeid järgnevaid töid ja lõpptulemuseks on kasutamiseks sobiva täisväärtusliku mooduli tekkimine.
Töö aruanne
Juuli lõpus kiitis Roskosmos heaks 2018. aasta aruande, kus on ära toodud peamised tegevusvaldkonnad ja organisatsiooni edusammud. Muu hulgas mainitakse aruandes riikliku programmi „Venemaa kosmosealane tegevus aastateks 2013–2020“raames välja töötatud projekti „Megavattklassi tuumajaamal põhineva transpordi- ja energiamooduli loomine“.
Aruande kohaselt valmis see projekt eelmisel aastal. Selle töö raames koostati projekteerimisdokumentatsioon, toodeti ja katsetati üksikuid tooteid. Kui me räägime transpordi- ja energiamooduli (TEM) maapealse prototüübi tulevase paigutuse komponentidest.
TEM -i loomise töö sellega ei piirdu. Kõik edasised tegevused viiakse läbi olemasoleva föderaalse kosmoseprogrammi raames. Kahjuks ei esita Roscosmose aruanne TEM -projekti praegusel kujul tehnilisi üksikasju ega ka tööde ajastust. Need andmed on aga teada muudest allikatest.
Küsimuse ajalugu
Roscosmose aruande kohaselt jätkub töö TEM -iga ja see peaks varsti uude etappi jõudma. See tähendab, et pea 10 aastat tagasi heaks kiidetud põhimõtteliselt uue raketi- ja kosmosetehnoloogia loomise plaanid saavad lähitulevikus teoks.
Idee praegusel kujul tuumaelektrijaamal põhinevast transpordi- ja energiamoodulist esitati 2009. aastal. Selle toote väljatöötamine pidi toimuma Roscosmose ja Rosatomi ettevõtete poolt. Projekti juhtivat rolli mängivad raketi- ja kosmosekorporatsioon Energia ning föderaalne riiklik ühtne ettevõte Keldyshi keskus.
2010. aastal algas projekt, algasid esimesed uurimis- ja projekteerimistööd. Toona väideti, et tuumaelektrijaama põhikomponendid ja TEM on kümnendi lõpuks valmis. TEM-i eelprojekt koostati 2013. aastal. 2014. aastal alustati tuumaelektrijaama komponentide ja ID-500 ioonmootori katsetamist. Tulevikus tuli arvukalt teateid erinevatest töödest ja õnnestumistest. Ehitati ja katsetati erinevaid tuumaelektrijaama ja TEM -i elemente ning otsiti uue tehnoloogia rakendusvaldkondi.
TEM -projekti väljatöötamisel avaldati avatud tooteallikates regulaarselt pilte, mis näitavad selle toote ligikaudset välimust. Viimati ilmusid sellised materjalid eelmise aasta novembris. On uudishimulik, et see välimuse versioon erines märgatavalt eelmistest, kuigi põhifunktsioonides oli sellel teatud sarnasus.
Tehnilised omadused
Transpordi- ja energiamoodulit peetakse universaalseks sõidukiks kosmoses töötamiseks nii Maa orbiitidel kui ka muudel trajektooridel. Tema abiga on tulevikus plaanis kandevõime orbiitidele lasta või teistele taevakehadele saata. Samuti saab TEM -i kasutada kosmoseaparaatide teenindamiseks või kosmoseprügi vastu võitlemiseks.
TEM saab libisevad kandvad fermid, mille tõttu antakse vajalikud mõõtmed. Põllumajandusettevõtetesse tehakse ettepanek paigaldada reaktoripaigaldisega toiteplokk, mõõte- ja montaažikompleks, dokkimisseadmed, päikesepaneelid jne. Mooduli sabaosas asuvad kruiisi- ja manööverdusega elektrilised rakettmootorid. Kasulikku koormat transporditakse dokkimisseadmete abil.
TEM -i põhikomponent on megavattklassi tuumaelektrijaam, mida on arendatud alates 2009. aastast. Käitise reaktorit tuleks eristada erilise vastupidavusega temperatuurikoormustele, mis on seotud selle töörežiimidega. Jahutusvedelikuks valiti heelium-ksenoon segu. Paigaldise soojusvõimsus ulatub 3,8 MW ja elektrivõimsus - 1 MW. Liigse kuumuse eemaldamiseks tehakse ettepanek kasutada tilgaradiaatoriga külmikut.
Tuumarajatise elekter tuleb varustada elektrirakettmootoriga. Katsejärgus on paljulubav ioonmootor ID-500. Kasuteguriga kuni 75%peaks see näitama võimsust 35 kW ja tõukejõudu kuni 750 mN. 2017. aasta testide ajal töötas ID-500 toode stendil 300 tundi võimsusel 35 kW.
Varasemate aastate andmete kohaselt on tööasendis TEM-i pikkus üle 50–52 m ja läbimõõt (avatud sõrestike ja nende peal olevate elementide puhul) üle 20 m. Mass on vähemalt 20 tonni. Või mitu kanderaketti koos järgneva kokkupanekuga. Siis peab kandevõime sellega dokkima. Kavandatud kasutusiga, mis on piiratud reaktori kasutusiga, on 10 aastat.
Suured väljavaated
Tuumaelektrijaamaga TEM -i peamine omadus, mis põhimõtteliselt eristab seda muudest raketi- ja kosmosetehnoloogiatest, on kõrgeim spetsiifiline impulss. Spetsiaalse elektrijaama ja elektrilise raketimootori kasutamine võimaldab minimaalse tuumakütuse tarbimisega saavutada nõutavad tõukejõu parameetrid. Seega on TEM teoreetiliselt võimeline lahendama probleeme, mis ei ole kättesaadavad traditsioonilistele raketisüsteemidele, mida toidab keemiline kütus.
Tänu sellele on võimalik kogu lennu jooksul aktiivsemalt kasutada sääste- ja manöövermootoreid. Eelkõige võimaldab see kasutada soodsamaid lennutrasse teistele taevakehadele. 10-aastane kasutusiga võimaldab TEM-i kasutada erinevatel ülesannetel mitu korda, vähendades nende korraldamise kulusid. Üldiselt annab selliste süsteemide nagu TEM tekkimine koos tuumaelektrijaamaga kosmonautikale uued võimalused kõigis peamistes tegevusvaldkondades.
Tavalised TEM -mootorid peavad kasutama ainult osa tootmissüsteemide elektrienergiast. Järelikult jääb sihtvõrgustikule kasutamiseks suur võimsusvaru.
Siiski on ka olulisi puudusi. Esiteks on see vajadus töötada välja terve rida uusi tehnoloogiaid ja projekti üldine keerukus. Seetõttu nõuab TEM -i loomine palju aega ja asjakohast rahastamist. Seega on Roscosmose projekti arendatud umbes 10 aastat, kuid valmis TEM -i praktiline rakendamine on veel kauges tulevikus. Projekti kogumaksumus on hinnanguliselt 17 miljardit rubla.
Tuumajaama kasutamine toob erinevates etappides kaasa tõsiseid piiranguid. Näiteks valmis tuumaelektrijaama või TEM -i tervikuna katsetamine on võimalik ainult orbiitidel, mis minimeerib võimalikest eriolukordadest tuleneva kahju. Sama kehtib ka valmis transpordi- ja energiamooduli töö kohta.
Lähitulevikus
Viimaste uudiste kohaselt on projekti "Megavatt -klassi tuumaelektrijaamal põhineva transpordi- ja energiamooduli loomine" arendus edukalt lõpule viidud. Mõned testimiseks vajalikud makettid on juba valmis. Lähiaastatel peavad Roskosmos ja Rosatom ettevõtted nende ja teiste toodetega tegema mitmeid olulisi töid.
TEM-i lennuprototüüp on kavas ehitada aastatel 2022-23. Pärast seda peaksid algama erinevad testid, mis kestavad mitu aastat. TEM -operatsiooni täielik käivitamine on oodata 2030.
Juuni lõpus sai teatavaks saidi ettevalmistamine TEM -i toimimiseks. Sellised seadmed käivitatakse Vostochny kosmodroomilt. Mitte nii kaua aega tagasi kuulutati välja konkurss kosmoseaparaatide ning transpordi- ja energiamooduli ettevalmistamiseks vajalike rajatiste väljatöötamiseks ja ehitamiseks. Tehnilise kompleksi projekteerimisdokumentatsioon tuleks välja töötada aastatel 2025–26. Ehitust on kavas alustada 2027. aastal ja kasutuselevõtt toimub 2030. aastal. Lepingu maksumus on 13,2 miljardit rubla.
Seega jätkuvad erinevad tööd tuumaelektrijaamadega arenenud raketi- ja kosmosetehnoloogia teemal kogu järgmise kümnendi. Mõned organisatsioonid peavad arenduse lõpule viima ja katsetama transpordi- ja energiamoodulit, teised aga valmistavad selle toimimiseks ette taristu. Kõigi nende tööde tulemuste põhjal on Venemaa kosmosetööstuse käsutuses 2030. aastal põhimõtteliselt uus, laia võimekusega tehnoloogia. Paljutõotava programmi kõigi etappide keerukus võib aga ajakavas muudatusi viia.
