Ang isa sa mga pinaka-ambisyoso na mga proyekto ng Soviet-Russian sa larangan ng paggalugad sa kalawakan ay malapit nang matapos at papasok sa yugto ng agarang praktikal na pagpapatupad. Pinag-uusapan natin ang tungkol sa paglikha ng isang planta ng nukleyar na kuryente ng isang megawatt na klase. Ang paglikha at pagsubok ng naturang engine ay maaaring makabuluhang baguhin ang estado ng mga gawain sa kalapit na lupa.
Ang megawatt-class nuclear power plant (NPPU) ay isang pinagsamang proyekto ng isang pangkat ng mga negosyong Ruso na bahagi ng Roscosmos at Rosatom. Ang proyektong ito ay naglalayon sa pagbuo ng isang megawatt class na planta ng nukleyar na kuryente. Ito ay partikular na idinisenyo upang magbigay ng kasangkapan sa isang bagong spacecraft na may gumaganang pangalang TEM (module ng transportasyon at enerhiya). Ang pangunahing tagapagpatupad ng gawain sa proyekto ng paglikha ng isang planta ng nukleyar na kuryente ay ang Federal State Unitary Enterprise na "Research Center na pinangalanan kay M. V. Keldysh" (Moscow). Ang layunin ng ambisyosong proyekto ay upang dalhin ang Russia sa isang nangungunang posisyon sa paglikha ng mga kumplikadong enerhiya para sa mga layunin sa kalawakan, na kung saan ay lubos na mahusay at may kakayahang malutas ang isang kahanga-hangang hanay ng mga gawain sa kalawakan. Halimbawa, ang paggalugad ng Buwan, pati na rin ang mga malalayong planeta ng ating solar system, kasama ang paglikha ng mga awtomatikong base sa kanila.
Sa kasalukuyan, ang mga flight space na malapit sa kalawakan ng lupa ay isinasagawa sa mga rocket, na isinasagawa dahil sa pagkasunog ng likido o solidong rocket fuel sa kanilang mga makina. Ang likidong rocket fuel ay nahahati sa isang oxidizer at isang fuel. Ang mga sangkap na ito ay nasa iba't ibang mga tangke ng rocket sa isang likidong estado. Ang paghahalo ng mga sangkap ay nagaganap na sa silid ng pagkasunog, karaniwang sa pamamagitan ng mga iniksyon. Ang presyon ay nilikha dahil sa gawain ng isang pag-aalis o turbo pump system. Bilang karagdagan, ang mga sangkap ng propellant ay ginagamit upang palamig ang nozel ng rocket engine. Ang solidong rocket fuel ay nahahati din sa fuel at oxidizer, ngunit ang mga ito ay nasa anyo ng isang halo ng mga solido.
Sa nagdaang mga dekada, ang teknolohiya ng paggamit ng mga ganitong uri ng rocket fuel ay naging perpekto sa pinakamaliit na detalye sa maraming mga bansa. Sa parehong oras, ang mga siyentipikong rocket mismo ay umamin na ang karagdagang pag-unlad ng naturang mga teknolohiya ay may problema. Ang dating pinuno ng Russian Federal Space Agency na si Anatoly Perminov ay nagsabi: "Mahirap na pagsasalita, ang lahat ay napilitan mula sa mayroon nang mga rocket engine, likido man o solid. Ang mga pagtatangka upang madagdagan ang kanilang itulak, tiyak na salpok ay tila walang pag-asa. " Laban sa background na ito, ang iba pang mga teknikal na solusyon ay interesado. Halimbawa, ang mga planta ng nukleyar na kuryente, na maaaring magbigay ng isang pagtaas ng tulak at tiyak na salpok minsan. Nagbigay si Anatoly Perminov ng isang halimbawa ng isang flight sa Mars, kung saan kinakailangan na lumipad ng 1, 5-2 taon doon at pabalik. Gamit ang isang nukleyar na propulsyon system, ang oras ng paglipad ay maaaring mabawasan sa 2-4 na buwan.
Isinasaalang-alang ito, sa Russia, mula pa noong 2010, isang proyekto ang ipinatutupad upang lumikha ng isang space transport at power module batay sa isang megawatt-class na nukleyar na planta ng nukleyar na walang mga analogue sa mundo. Ang kaukulang order ay nilagdaan ni Dmitry Medvedev. Para sa pagpapatupad ng proyektong ito hanggang 2018 mula sa pederal na badyet, Roscosmos at Rosatom, pinlano na maglaan ng 17 bilyong rubles, 7, 2 bilyong rubles ng halagang ito ang inilaan sa korporasyon ng estado na Rosatom para sa paglikha ng isang pasilidad ng reactor (Pananaliksik at Design Institute Dollezhal Energy Technicians), 4 bilyong rubles - sa Keldysh Center para sa pagpapaunlad ng isang sistema ng lakas ng lakas na nukleyar, 5.8 bilyong rubles - sa RSC Energia, na dapat na lumikha ng isang modyul ng transportasyon at enerhiya. Alinsunod sa bagong programa ng federal space sa 2016-2025 para sa karagdagang gawain sa proyekto, inilarawan na maglaan ng 22 bilyong 890 milyong rubles.
Ang lahat ng mga gawaing ito ay isinasagawa sa Russia hindi mula sa simula. Ang posibilidad ng paggamit ng nukleyar na enerhiya sa kalawakan ay isinasaalang-alang mula pa noong kalagitnaan ng 1950 ng mga kilalang kilalang espesyalista sa Russia na sina Keldysh, Kurchatov at Korolev. Mula 1970 hanggang 1988 lamang, naglunsad ang Unyong Sobyet ng higit sa 30 mga satellite ng pagsisiyasat sa kalawakan, na nilagyan ng mga mababang lakas na nukleyar na mga halaman ng kuryente tulad ng Topaz at Buk. Ang mga satellite na ito ay ginamit upang lumikha ng isang all-weather surveillance system para sa mga target sa ibabaw sa buong lugar ng tubig ng World Ocean, pati na rin upang mag-isyu ng target na pagtatalaga sa paghahatid sa mga poste ng command o carrier ng sandata - ang Legend ng pagbabantay sa lipi ng dagat at target sistema ng pagtatalaga (1978). Gayundin, sa panahon mula 1960 hanggang 1980, isang nuclear rocket engine ang nabuo at nasubukan sa ating bansa sa Semipalatinsk test site, iniulat ng ahensya ng TASS.
Nuclear reactor-converter na "Topaz" (pinababang modelo)
Itinatampok ng mga eksperto ang mga sumusunod na bentahe ng mga nukleyar na sistema ng pagpapalakas ng kuryente:
- Ang kakayahang lumipad sa Mars sa loob ng 1, 5 buwan at bumalik, habang ang isang paglipad na gumagamit ng maginoo na mga rocket engine ay maaaring tumagal ng hanggang 1, 5 taon nang walang posibilidad na bumalik.
- Mga bagong oportunidad sa pag-aaral ng malapit sa lupa na espasyo.
- Ang kakayahang maneuver at mapabilis, sa kaibahan sa mga pag-install na maaari lamang mapabilis at pagkatapos ay lumipad kasama ang isang naibigay na tilad.
- Pagbawas ng mga gastos sa pagpapanatili, na nakamit dahil sa isang mataas na mapagkukunan, posible ang 10-taong operasyon.
- Isang makabuluhang pagtaas sa bigat na masa na inilagay sa orbit dahil sa kawalan ng malalaking tanke ng gasolina.
Noong Hulyo 20, 2014, isang patent ng Russian Federation ang natanggap sa ilalim ng bilang na RU2522971 para sa "Nuclear Power Propulsion Plant" (NPP), ang may-akda ay akademiko na A. Koroteev. Kalaunan, sa eksibisyon na "Order ng Estado - PARA SA Makatarungang Pagkuha Ang 2016 ", JSC" NIKIET "na pinangalanang pagkatapos ni Dollezhal ay nagpakita ng isang modelo ng isang planta ng reactor para sa isang planta ng nukleyar na kuryente ng isang megawatt na klase. Nabatid na ang nukleyar na planta ng kuryente na binuo sa ating bansa ay binubuo ng tatlong pangunahing mga elemento: isang planta ng reactor na may gumaganang likido at mga pandiwang pantulong na aparato, tulad ng isang turbine generator-compressor at isang heat exchanger-recuperator; isang electric rocket propulsion system at isang radiator ref (isang sistema para sa pagtatapon ng init sa kalawakan). Isinasaalang-alang ang pag-usad ng trabaho, mapapansin na ang Russian Federation ay may bawat pagkakataong maging una na maglunsad ng isang spacecraft sa orbit, na magkakaroon ng planta ng nukleyar na kuryente.
Plano na ang isang modelo ng isang nukleyar na planta ng kuryente sa bakal para sa pagsubok ay lilikha ng 2019. At ang mga unang flight sa kalawakan gamit ang naturang planta ng kuryente ay magaganap sa 2020s. Si Dmitry Makarov, direktor ng Institute of Reactor Materials (IRM, Sverdlovsk Region), ay nagsabi sa mga mamamahayag noong Abril 2016 na ang unang mga pagsubok sa flight ng isang nukleyar na sistema ng propulsyon ng puwang ay pinlano para sa mga 2020. Sa pagsagot sa mga katanungan ng mga mamamahayag ng TASS, sinabi niya na sa malapit na hinaharap ang isang ground-based na prototype na nakatayo ng aparatong ito ay lilikha sa Russia, at ang mga unang pagsubok sa paglipad sa kalawakan ay magaganap sa mga 2020. Ang ganitong pag-install ng isang megawatt na klase ay magpapahintulot sa pagbuo ng mga makapangyarihang de-kuryenteng makina ng nukleyar na maaaring mapabilis ang mga sasakyang pang-interplanete sa mga seryosong bilis. Bilang bahagi ng proyektong ito, ang Rosatom ay lumilikha ng puso ng pasilidad - isang reactor na nukleyar.
Modelo ng isang planta ng reactor para sa isang planta ng nukleyar na kuryente ng isang megawatt na klase
Ayon kay Makarov, matagumpay na nakumpleto ng IRM ang mga pagsubok ng mga elemento ng heat-conduct (TVEL) para sa pag-install na ito, na tinukoy na ang mga full-scale fuel element ay nasubukan, na planong magamit sa mga naturang reaktor. Walang pag-aalinlangan si Makarov na batay sa karanasan at kakayahan ng mga institusyon ng Roscosmos at Rosatom, posible na lumikha ng isang sistema ng pagpapaandar ng lakas na nukleyar na magpapahintulot sa ating bansa na maabot hindi lamang ang pinakamalapit, kundi pati na rin ang mga malalayong planeta ng ating solar system. Sa katunayan, ang isang platform ay bubuo sa tulong ng kung saan posible na ipatupad ang mga seryosong programa sa pagsasaliksik na naglalayong pag-aralan ang malalim na espasyo.
Ang pagbuo ng isang planta ng nukleyar na kuryente sa Russia ay may mga sumusunod na praktikal na benepisyo. Una, ito ay isang makabuluhang pagpapalawak ng mga kakayahan ng Russia at sangkatauhan sa pangkalahatan. Ang spacecraft na pinapatakbo ng nuklear ay gagawing katotohanan ang paglalakbay ng tao sa Mars at iba pang mga planeta.
Pangalawa, ang mga nasabing barko ay makabuluhang pagbutihin ang aktibidad ng tao sa kalapit na lupa, na nagbibigay ng isang tunay na pagkakataon upang simulang kolonya ang Buwan (mayroon nang mga proyekto upang bumuo ng mga planta ng nukleyar na kuryente sa satellite ng Earth). "Ang paggamit ng mga planta ng nukleyar na kuryente ay isinasaalang-alang para sa malalaking mga sistema ng puwang ng tao, at hindi para sa maliit na spacecraft na maaaring lumipad sa iba pang mga uri ng pag-install gamit ang mga ion engine o solar wind energy. Posibleng gumamit ng mga nukleyar na sistema ng propulsyon ng kuryente sa magagamit muli na interorbital tugs. Halimbawa, upang ilipat ang iba't ibang mga karga sa pagitan ng mababa at mataas na mga orbit, upang maisagawa ang mga flight sa mga asteroid. Posible rin na magpadala ng isang ekspedisyon sa Mars o lumikha ng isang magagamit muli na lunar tug, "sabi ni Propesor Oleg Gorshkov. Ang mga nasabing barko ay nakapagpabago ng buong ekonomiya ng paggalugad sa kalawakan. Tulad ng tala ng mga espesyalista sa RSC Energia, ang isang sasakyang paglunsad na pinapatakbo ng nukleyar ay makakabawas sa gastos ng paglulunsad ng isang kargamento sa isang orbit ng sirkulo ng higit sa dalawang beses kumpara sa mga rocket na nilagyan ng mga likidong rocket-propellant na rocket.
Pangatlo, ang pag-unlad na ito ay mga bagong teknolohiya at materyales na tiyak na lilitaw sa panahon ng pagpapatupad ng proyekto. Maaari silang ipakilala sa iba pang mga sangay ng industriya ng Russia - mechanical engineering, metalurhiya, atbp. Ito ay isang tagumpay sa proyekto na, kung matagumpay na naipatupad, ay maaaring magbigay ng isang bagong lakas sa ekonomiya ng Russia.
