В ожидании революции: от ТЭМ к «Нуклону»

17:45 24/09/2020
Комментарии 17 👁 1 131

Самый интересный и многообещающий проект в ракетно-космической сфере вскоре выйдет на новый этап. В ближайшее время отечественная промышленность начнет разработку перспективного космического комплекса «Нуклон». Его основой станет транспортно-энергетический модуль с ядерной энергодвигательной установкой, работы по которому продолжаются уже несколько лет.

Новые сообщения

Новые материалы и сообщения по перспективному проекту появились несколько дней назад. Сначала в свободный доступ попали демонстрационный видеоролик и фотографии из цехов КБ «Арсенал» (г. Санкт-Петербург), отвечающего за изготовление некоторых агрегатов для транспортно-энергетического модуля (ТЭМ). На снимках запечатлены готовая ферма самостоятельно и с установленными защитными экранами, панели радиатора, отсек двигателей и другие изделия.

16 сентября ТАСС опубликовало официальные сообщения на тему этого проекта. Исполнительный директор “Роскосмоса” по перспективным программам и науке Александр Блошенко рассказал, что до конца текущего года будет подписан контракт на разработку аванпроекта космического комплекса под названием «Нуклон».

Основой комплекса станет ТЭМ открытой архитектуры, основанный на имеющихся наработках. Это изделие рассматривается в качестве «космического буксира» для транспортировки различной полезной нагрузки и проведения сложных научных миссий. Для «Нуклона» разработана ядерная энергодвигательная установка (ЯЭДУ) мегаваттного класса, способная закрыть все потребности комплекса.

Первая миссия

А. Блошенко раскрыл актуальные планы по эксплуатации новой техники. Работы по «Нуклону» завершатся к 2030 г., после чего пройдет первый полет. Предлагается не проводить испытательные полеты, но сразу перейти к реальной эксплуатации техники в интересах науки.Для «Нуклона» будет создан особый научный комплекс с несколькими основными компонентами, который станет нагрузкой для буксира. В 2030 г. буксир и целевая нагрузка будут раздельно выведены на орбиту, после чего состоится стыковка. В том же году комплекс совершит полет к Луне, где проведет ряд исследований и сбросит орбитальный аппарат.

Второй этап миссии предусматривает полет к Венере. На этом этапе возможно проведение испытаний по дозаправке буксира в полете – на борт передадут ксенон, выполняющий функции рабочего тела в особом ракетном двигателе. На орбите Венеры состоится второй сброс полезной нагрузки в виде орбитального исследовательского аппарата.

Следующий этап полета начнется с гравитационного маневра, после которого «Нуклон» отправится к Юпитеру. Третий блок научного оборудования предназначается для проведения исследований одного из спутников газового гиганта. Продолжительность такого многоэтапного полета не уточнялась. Также не называются дальнейшие планы по космическому буксиру – сможет ли он использоваться в новых проектах.

Перед следующим этапом

Работы по перспективному ТЭМ с ЯЭДУ и электрореактивным двигателем стартовали в 2009-2010 гг. К созданию этого проекта привлекли ряд организаций из состава Роскосмоса и Росатома. К настоящему времени была выполнена значительная часть исследований и испытаний отдельных компонентов. Текущие успехи позволяют переходить к следующему этапу работ – проектированию полноценного комплекса, пригодного к реальной эксплуатации.

Новости последних дней представляют большой интерес. В прошлом участники проекта неоднократно публиковали различную графику и показывали макеты перспективного ТЭМ. Теперь же в свободный доступ попали фотографии полноразмерных агрегатов. По всей видимости, это компоненты для макетного или опытного образца, сборка которого должна предшествовать проектированию полноценного комплекса «Нуклон». Строительство летного образца должно стартовать только в будущем.

Весьма интересно выглядят новости о скором запуске проектирования «Нуклона». На этот раз речь идет не просто о проведении исследований и поиске необходимых решений, но о запуске проектных работ – причем по комплексу для реального применения.

В прошлом Роскосмос неоднократно поднимал тему будущего применения ТЭМ с новой энергодвигательной установкой, однако пока обходился только самыми общими формулировками. Теперь раскрыты конкретные планы по использованию космического буксира в реальной научной миссии. Важно, что миссия сразу использует все характерные возможности ТЭМ. Он сможет за один полет обеспечить исследование трех небесных тел, в т.ч. на большом удалении от Земли.

Перспективные технологии

Новые сообщения по теме ТЭМ и комплекса «Нуклон» внушают оптимизм, однако дают и поводы для беспокойства. Так, предыдущие работы в этом направлении заняли ок. 10 лет. На аванпроект и техническое проектирование, строительство и подготовку к первому полету уйдет примерно такое же время. Все это вновь подтверждает общую сложность программы, связанную с необходимостью отработки технологий.Главные проблемы и сложности были связаны с отработкой ЯЭДУ и ее отдельных компонентов. Основой этой установки является высокотемпературный газоохлаждаемый ядерный реактор. В качестве теплоносителя используется гелий-ксеноновая смесь. Расчетная энергетическая мощность установки – 1 МВт. Сложность создания такой установки связана с необходимостью поиска прочных, термостойких и устойчивых материалов и сплавов, пригодных для длительного использования в условиях космоса.

Отдельной задачей являлось создание средств охлаждения для сброса излишков тепла в космическое пространство. Рассматривались несколько конструкций, в т.ч. принципиально новые. По известным данным, по итогам исследований был выбран холодильник-излучатель капельного типа. Агрегаты такого излучателя имеют максимально возможную площадь и фактически образуют внешние обводы ТЭМ.

Специально для ТЭМ разработаны ионные двигатели двух типов – принципиально новая для нашей космонавтики технология. В качестве маршевого предлагается более мощный ИД-500, также предусматриваются маневровые двигатели с ограниченными характеристиками. Двигатели для ТЭМ уже разработаны и прошли испытания в условиях стенда.

В ожидании революции

Идея транспортно-энергетического модуля с ядерной энергодвигательной установкой прорабатывалась в нашей стране и за рубежом, но именно российский проект продвинулся дальше всех. К настоящему времени созданы все необходимые технологии и компоненты. Теперь их предстоит объединить в комплекс, пригодный не только для испытаний на практике, но и к применению в реальных миссиях.

Разработка такого комплекса начнется в ближайшее время. Первый полет готового «Нуклона» запланирован в 2030 г. Космическому буксиру предстоит провести достаточно сложную миссию к трем небесным телам. Если все работы будут выполнены в установленные сроки и не столкнутся с новыми сложностями, вынуждающими корректировать график или пересматривать программу в целом, то в будущем произойдет самая настоящая революция в ракетно-космической отрасли.

По всей видимости, к настоящему времени в рамках программы ТЭМ удалось решить все основные вопросы, и дальнейшие работы пойдут без серьезных затруднений. Однако общая сложность и ответственность сохраняется, и «Нуклон» придется ждать еще несколько лет.

Дорогие друзья! Желаете всегда быть в курсе последних событий во Вселенной? Подпишитесь на рассылку оповещений о новых статьях, нажав на кнопку с колокольчиком в правом нижнем углу экрана ➤ ➤ ➤

Источник

17 Comments

  1. К сожалению, общие фразы(
    Округлые формулировки, ссылки на общие сложности и ответственность, ни одной даты этапов, кроме 2030 г.
    Оно понятно, секретность, и враги-конкуренты не дремлют, но…
    Не знаю, поверил бы Станиславский, но мне верится не очень(…

    1
    1
  2. Первоначальный вариант ТЭМ мощностью 1 Мвт весил около 20 тонн и в сложенном состоянии выводился на орбиту Протоном.

    А этот весит около 6 тонн ( в видео говорят) и тоже мощность 1 Мвт?

    В три раза сумели уменьшить вес? Где тут подвох?

    1. Sergey Sarkisov:

      Вот об этом и надо было писать, а не о том как после 30 года он будет “бороздить просторы Большого театра”

    2. https://german-kmw.livejournal.com/112316.html

      Тут более развернуто и фоток побольше.
      Вобщем, это уменьшенная версия того ТЭМа ( который на 1 Мвт), и она имеет меньшую мощность и предназначена доя беспилотных аппаратов.

      Если будут регулярно обновлять инфу и не держать народ за дураков, пожалуй я начну превращаться из пессимиста в оптимиста

        1. На форуме Новостей Космонавтики гуторят, что этот аппарат на 200 квт

  3. Богдан Павликевич:

    Уже планировали “Экспериментальное подтверждение работоспособности макета роторного магнитоплазмодинамического двигателя – 30 марта 2020 года”, – говорится в документации к тендеру. https://aboutspacejornal.net/2019/09/14/%D1%80%D0%BE%D1%81%D0%BA%D0%BE%D1%81%D0%BC%D0%BE%D1%81-%D0%BF%D0%BB%D0%B0%D0%BD%D0%B8%D1%80%D1%83%D0%B5%D1%82-%D0%B2-2020-%D0%B3%D0%BE%D0%B4%D1%83-%D0%B8%D1%81%D0%BF%D1%8B%D1%82%D0%B0%D1%82%D1%8C/ А результаты известны?

    1
    1
  4. Иван Моисеев:

    Этот ишак прилежно изучает богословие, быстрее других ишаков. Через 10 лет напряженных работ подойти к возможности заключения контракта на аванпроект – это сверхскорость для российских реалий.

    3
    2
    1. Тогда Ходжи Насретдина – в космос!!! Да!!!
      Но! Ведь через 10 лет он может уже умереть…?
      Или ишак умрет.. И даже Рогозин может… (дай ему Аллах долгих лет…)
      Как же быть?…

      1
      1
  5. Владимир Орис:

    Вообще то космический ядерный буксир нерационально использовть в режиме дальних перелётов. Так он получается одноразового использования. Буксир рациональнее использовать для выполнения большого количества и частых разнообразных задач. Например это разгон космического аппарата и возврат на орбиту Земли . Это может быть так же торможение модулей отправленных с других планет и не имеющих собственных двигателей: например контейнеров с грузом. Его дело направлять такой груз в нужную точку атмосферы Земли, а затем подниматься на околоземную орбиту. Например, перетаскивание грузов с орбиты Луны на орбиту Земли. Например, перетаскивание танкерных ёмкостей. Например перетаскивание станции по ремонту и обслуживанию спутников с орбиты на орбиту или снятие спутников с орбиты. В общем выполнять примерно ту же работу, что и буксир в порту. Таскать такие устройства и модули на которые нерационально ставить собственные двигатели – баржи и цистерны. Функция буксиров – многозадачность. Кораблям дальнего следования нужен уже не буксир а собственный тяговый ядерный двигатель.Он конечно тоже должен быть модульный на тот случай если придётся его отвести от корабля из-за перехода в аварийный режим (удар метеоритом с разрушением какой либо из систем ядерного двигателя) для его ремонта в отдалении от корабля. Повреждения и ремонт могут быть серьёзными, с выгрузкой радиоактивных элементов, частичной разборкой и заменой систем.

    1. Богдан Павликевич:

      Одноразовый, но на 3-5 лет! Ведь к Юпитеру же планируют лететь. А там, может, и по орбите захотят. Главное, чтобы желания реалистическими казались, а там, кто проверит?

  6. Как буксир в порту… не…не пойдет. Если брать такое же образное сравнение, то он “пароход” будет неделю из порта выводить.

    Как раз на длительные экспедиции его лучше (разогнал за месяц-два и отвалил домой), так как он долго раскочегариваеться

    1. И ваще этот не буксир…по правильному это толкач

  7. Владимир Орис:

    Применение гелий ксеноновой смеси считаю нерациональным. Почему? ЯРД работает на том же принципе, что и обычный реактивный двигатель и так же использует для реактивного потока жидкость или газ, но весит намного больше ,по причине применения для разогрева рабочего тела не химической реакции окисления, а реакции распада ядерного топлива. То есть запас энергии ЯРД зависит от количества загруженного рабочего тела, температуре его разогрева и кинетической энергии его струи.Скорость потока ионов ксенон-гелиевой смеси в ИД выше чем у ЖРД, но вес ЯРД в спарке с ИД намного выше чем у ЖД. Стоимость ксенона с гелием также выше компонентов топлива ЖРД. Поэтому целесообразности замены ЖРД на ЯРД в условиях лёгкой доступности топлива и окислителя ЖРД я не вижу. ЯРД имеет смысл там, куда стоимость доставки рабочего тела ЖРД намного превышает стоимость рабочего тела ЯРД. Это означает, что тип выбираемого двигателя зависит от имеющихся запасов рабочего тела для двигателя. сли запасов ксенона и гелия на Луне нет, то зачем тогда на окололунных орбитах ЯРД работающий на ксеноне и гелии. Но на Луне есть вода.Тогда имеет смысл поставить на Луне ЯУ и используя её энергию получать из лунного льда водород и кислород: компоненты ЖРД. Либо создавать ЯРД использующий в качестве рабочего тела водяной пар.
    Если известно, что на астероидах пояса астероидов имеются метан, вода и углекислый газ. то есть выбор. В поясе астероидов использовать для ЖРД пару кислород-водород либо пару кислород-метан, с учётом того, что кислород -водородная смесь имеет слишком высокую температуру горения и быстро изнашивает РД. Правда для снижения температуры горения кислород-водородной смеси и продления жизни ЖРД в вакууме в водород можно добавлять балласт в виде избыточного количества метана . Короче говоря вариантов много. Нужно хорошо знать где что есть. Строить транспортные схемы на основе местных материалов и не везти в лес свои дрова.

Добавить комментарий