Üks ambitsioonikamaid Nõukogude-Vene projekte kosmoseuuringute valdkonnas on lõppemas ja hakkab jõudma kohese praktilise elluviimise etappi. Me räägime megavattklassi tuumajaama loomisest. Sellise mootori loomine ja katsetamine võib oluliselt muuta asjade seisukorda maa-lähedases ruumis.
Megavatt-klassi tuumaelektrijaam (NPPU) on Roscosmose ja Rosatomi osaks olevate Venemaa ettevõtete rühma ühisprojekt. Selle projekti eesmärk on arendada välja megavatt -klassi tuumajaam. See on loodud spetsiaalselt uue kosmoselaeva varustamiseks töönimega TEM (transpordi- ja energiamoodul). Tuumaelektrijaama loomise projektiga seotud tööde peamine elluviija on föderaalne riiklik ühtne ettevõte "M. V. Keldyshi nimeline uurimiskeskus" (Moskva). Ambitsioonika projekti eesmärk on viia Venemaa juhtpositsioonile kosmoseotstarbeliste energiakomplekside loomisel, mis on ülitõhusad ja võimelised lahendama muljetavaldavaid ülesandeid kosmoses. Näiteks Kuu, aga ka meie päikesesüsteemi kaugete planeetide uurimine, sealhulgas automaatsete baaside loomine nendel.
Praegu teostatakse kosmoselende maalähedases ruumis rakettidel, mis käivitatakse vedela või tahke raketikütuse põlemise tõttu nende mootorites. Rakettide vedelkütus jaguneb oksüdeerijaks ja kütuseks. Need komponendid on raketi erinevates mahutites vedelas olekus. Komponentide segamine toimub juba põlemiskambris, tavaliselt pihustite abil. Rõhk tekib nihke- või turbopumbasüsteemi töö tõttu. Lisaks kasutatakse raketikütuse komponente raketimootori düüsi jahutamiseks. Tahke raketikütus jaguneb ka kütuseks ja oksüdeerijaks, kuid need on tahkete ainete segu kujul.
Viimastel aastakümnetel on seda tüüpi rakettkütuse kasutamise tehnoloogiat paljudes riikides peensusteni täiustatud. Samas tunnistavad raketiteadlased ise, et selliste tehnoloogiate edasiarendamine on problemaatiline. Venemaa föderaalse kosmoseagentuuri endine juht Anatoli Perminov märkis: „Jämedalt öeldes on olemasolevatest raketimootoritest kõik välja pigistatud, olgu need siis vedelad või tahked. Katsed suurendada nende tõukejõudu, spetsiifilist impulssi näivad olevat lihtsalt lootusetud. Selle taustal pakuvad huvi ka muud tehnilised lahendused. Näiteks tuumajaamad, mis võivad kohati tõukejõudu ja spetsiifilist impulssi suurendada. Anatoli Perminov tõi näite lennust Marsile, kuhu on nüüd vaja lennata 1, 5-2 aastat sinna ja tagasi. Tuumajõuseadme kasutamisel võiks lennuaega lühendada 2-4 kuuni.
Seda arvesse võttes rakendatakse Venemaal alates 2010. aastast projekti, mille eesmärk on luua kosmosetranspordi ja -moodul megavatt-klassi tuumaelektrijaamal, millel pole maailmas analooge. Vastavale korraldusele kirjutas alla Dmitri Medvedev. Selle projekti elluviimiseks kuni aastani 2018 föderaaleelarvest Roscosmos ja Rosatom oli kavas eraldada 17 miljardit rubla, sellest summast eraldati 7,2 miljardit rubla riigikorporatsioonile Rosatom reaktorirajatise loomiseks. ja Disainiinstituut Dollezhali energiatehnikud), 4 miljardit rubla - Keldyshi keskusele tuumajõuseadme arendamiseks, 5,8 miljardit rubla - RSC Energiale, mis pidi looma transpordi- ja energiamooduli. Vastavalt uuele föderaalsele kosmoseprogrammile aastatel 2016-2025 projekti edasiseks tööks oli ette nähtud eraldada veel 22 miljardit 890 miljonit rubla.
Kõik need tööd tehakse Venemaal mitte nullist. Tuumaenergia kosmoses kasutamise võimalust on alates 1950. aastate keskpaigast kaalunud sellised silmapaistvad Vene spetsialistid nagu Keldõš, Kurtšatov ja Korolev. Ainuüksi aastatel 1970–1988 lasi Nõukogude Liit kosmosesse üle 30 luuresatelliidi, mis olid varustatud väikese võimsusega tuumaelektrijaamadega nagu Topaz ja Buk. Neid satelliite kasutati iga ilmaga jälgimissüsteemi loomiseks pinna sihtmärkide jaoks kogu maailmamere akvatooriumil, samuti sihtmärkide määramiseks koos edastamisega juhtimispunktidele või relvakandjatele - Legendi mereruumi luure ja sihtmärk määramissüsteem (1978). Samuti töötati ajavahemikul 1960–1980 meie riigis Semipalatinski katsepolügoonil välja ja katsetati tuumarakettmootorit, teatas agentuur TASS.
Tuumareaktori muundur "Topaz" (vähendatud mudel)
Eksperdid rõhutavad järgmisi tuumajõuseadmete eeliseid:
- Võimalus lennata Marsile 1, 5 kuu pärast ja naasta, samal ajal kui tavapäraste raketimootoritega lend võib kesta kuni 1, 5 aastat, ilma et oleks võimalik tagasi pöörduda.
- Uued võimalused maa-lähedase ruumi uurimisel.
- võime manööverdada ja kiirendada, erinevalt paigaldistest, mis suudavad ainult kiirendada ja seejärel lennata mööda antud trajektoori.
- Hoolduskulude vähendamine, mis saavutatakse tänu suurele ressursile, on võimalik 10-aastane töö.
- Suurte kütusepaakide puudumise tõttu suureneb orbiidile pandud kandevõime mass.
20. juulil 2014 saadi Vene Föderatsiooni patent numbri RU2522971 all "Tuumaelektrijaama" (AJ) jaoks, autor on akadeemik A. Koroteev. Hiljem näitusel "Riigi tellimus - õiglaste hangete jaoks 2016 "esitles Dollezhali nimeline JSC" NIKIET "megavattklassi tuumaelektrijaama reaktoritehase mudelit. Teadaolevalt koosneb meie riigis arendatav tuumaelektrijaam kolmest põhielemendist: reaktorijaam koos töövedeliku ja abiseadmetega, näiteks turbiinigeneraator-kompressor ja soojusvaheti-rekuperaator; elektriline raketi tõukejõusüsteem ja radiaatorkülmik (süsteem soojuse kosmosesse suunamiseks). Arvestades töö edenemist, võib märkida, et Vene Föderatsioonil on kõik võimalused esimesena orbiidile saata kosmoselaev, mis varustatakse tuumajaamaga.
Plaanis on, et 2019. aastaks luuakse katsetamiseks rauas oleva tuumaelektrijaama mudel. Ja esimesed lennud kosmosesse sellise elektrijaama abil toimuvad 2020. aastatel. Reaktormaterjalide instituudi (IRM, Sverdlovski oblast) direktor Dmitri Makarov ütles ajakirjanikele juba 2016. aasta aprillis, et tuumaruumi tõukejõusüsteemi esimesed lennukatsetused on planeeritud 2020. aastatesse. TASSi ajakirjanike küsimustele vastates märkis ta, et lähiajal luuakse Venemaal selle seadme maapealne prototüüpstend ning esimesed lennutestid kosmoses toimuvad 2020. aastatel. Selline megavattklassi paigaldus võimaldab moodustada võimsaid elektrilisi tuumamootoreid, mis suudavad kiirendada planeetidevahelisi sõidukeid. Selle projekti raames loob Rosatom rajatise südame - tuumareaktori.
Reaktorijaama mudel megavattklassi tuumajaama jaoks
Makarovi sõnul lõpetas IRM selle paigaldise soojusjuhtivate elementide (TVEL) katsed edukalt, täpsustades, et katsetati täismahus kütuseelemente, mida kavatsetakse sellistes reaktorites kasutada. Makarov ei kahtle, et Roscosmose ja Rosatomi instituutide kogemustele ja pädevusele tuginedes on võimalik luua tuumaenergia tõukejõusüsteem, mis võimaldab meie riigil jõuda mitte ainult meie päikesesüsteemi lähimate, vaid ka kaugemate planeetideni. Tegelikult töötatakse välja platvorm, mille abil on võimalik ellu viia tõsiseid uurimisprogramme, mille eesmärk on süvakosmos.
Tuumajaama arendamisel Venemaal on järgmised praktilised eelised. Esiteks on see Venemaa ja inimkonna võimete märkimisväärne laiendamine. Tuumajõul töötav kosmoselaev muudab inimeste reisimise Marsile ja teistele planeetidele reaalsuseks.
Teiseks suurendavad sellised laevad märkimisväärselt inimtegevust maa-lähedases ruumis, andes reaalse võimaluse alustada Kuu koloniseerimist (Maa satelliidile on juba projekte tuumaelektrijaamade ehitamiseks). „Tuumaelektrijaamade kasutamist kaalutakse suurte mehitatud kosmosesüsteemide puhul, mitte väikeste kosmoselaevade puhul, mis võivad ioonmootoreid või päikesetuuleenergiat kasutades teist tüüpi rajatistel lennata. Korduvkasutatavatel interorbitaalsetel puksiiridel on võimalik kasutada tuumajõuseadmeid. Näiteks erinevate veoste teisaldamiseks madala ja kõrge orbiidi vahel, lendude sooritamiseks asteroidide juurde. Samuti on võimalik saata ekspeditsioon Marsile või luua korduvkasutatav Kuu puksiir,”ütleb professor Oleg Gorshkov. Sellised laevad on võimelised muutma kogu kosmoseuuringute majandust. Nagu märgivad RSC Energia spetsialistid, on tuumajõul töötaval kanderaketil võimalik vähendada kasulikku koormust ümberringikuulisele orbiidile laskmise kulusid rohkem kui kaks korda, võrreldes vedelkütusega rakettmootoritega varustatud rakettidega.
Kolmandaks, see areng on uued tehnoloogiad ja materjalid, mis ilmuvad kindlasti projekti elluviimise ajal. Neid saab tutvustada teistes Venemaa tööstuse harudes - masinaehitus, metallurgia jne. See on läbimurdeprojekt, mis eduka elluviimise korral võib anda Venemaa majandusele uue hoo.
