Ang pag-unlad ng isang megawatt-class na nuclear power plant para sa teknolohiyang puwang ng isang bagong henerasyon ay nagsimula sa Russia. Ang gawain ay ipinagkatiwala sa Keldysh Research Center. Anatoly KOROTEEV, Direktor ng Center, Pangulo ng Tsiolkovsky Russian Academy of Cosmonautics, ay nagsabi sa Interfax-AVN tungkol sa kahalagahan ng proyektong ito para sa Russian cosmonautics at ang kahalagahan nito, nagsusulat ang Rewer.net.
- Anatoly Sazonovich, ang pag-unlad ng isang planta ng nukleyar na kuryente ay naging isang pangunahing layunin, para sa pagkamit ng kung aling mga mumunti na mapagkukunan ay ituon. Ito ba ay talagang isang proyekto kung saan nakasalalay ang kinabukasan ng mga astronautika?
- Eksakto. Tingnan natin kung ano ang ginagawa ng mga astronautika ngayon. Makikita natin ang mga kaganapang tulad ng mga komunikasyon sa satellite, pag-navigate sa puwang ng eksaktong katumpakan, remote sensing ng Earth - iyon ay, lahat ng nauugnay sa suporta sa impormasyon. Ang pangalawang direksyon ay ang solusyon ng mga isyu na nauugnay sa pagpapalawak ng aming kaalaman sa kalawakan sa kabila ng mga limitasyon ng kalapit na lupa. Sa wakas, ang mga cosmonautics, kapwa sa ating bansa at sa iba pang mga bansa, ay nagtatrabaho upang malutas ang isang tiyak na saklaw ng mga gawain sa pagtatanggol. Ito ay magkatulad na tatlong hanay ng mga gawain sa mga aktibidad sa kalawakan ngayon. Ang mga nasubok na oras, napatunayan na mga sistema ng transportasyon ay ginagamit upang malutas ang mga ito.
Kung titingnan natin kung ano ang inaasahan natin mula sa mga astronautika bukas, pagkatapos kasama ang pagpapabuti ng hanay ng mga gawain na nalulutas na, ang mga isyu ng pag-unlad ng mga teknolohiya ng produksyon sa kalawakan ay naitaas. Pinag-uusapan din namin ang tungkol sa mga paglalakbay sa Buwan at Mars. At hindi tungkol sa pagbisita sa mga ekspedisyon, na kung saan ay ang ekspedisyon ng Amerikano sa buwan, ngunit tungkol sa isang mahabang pananatili sa iba pang mga planeta upang maaari kang maglaan ng sapat na oras sa kanilang pag-aaral.
Bilang karagdagan, nagtataas ng mga katanungan tungkol sa posibleng supply ng kuryente ng Earth mula sa kalawakan, tungkol sa paglaban sa panganib na asteroid-comitary. Ang lahat ng mga gawaing ito ay isang ganap na magkakaibang pagkakasunud-sunod mula sa mga ngayon. Kaya, kung iisipin natin kung paano ang kumplikadong mga gawain na ito ay ibinibigay ng istraktura ng transportasyon at enerhiya, makikita natin na may isang seryosong pangangailangan na dagdagan ang supply ng enerhiya ng aming spacecraft at ang kahusayan ng mga engine.
Mayroon kaming mga uneconomical na sasakyan ngayon. Isipin, para sa bawat 100 toneladang lumilipad sa Daigdig, 3% na pinakamahusay na nagiging isang payload. Ito ay para sa lahat ng mga modernong rocket. Lahat ng iba pa ay itinapon bilang nasunog na gasolina.
Tungkol sa mga pangmatagalang gawain, napakahalaga na lumipat tayo sa espasyo nang sapat sa ekonomiya. Narito ang konsepto ng tukoy na tulak, na naglalarawan sa kahusayan ng engine. Ito ang ratio ng thrust na lumilikha nito sa pagkonsumo ng mass fuel. Kung kukuha kami ng unang German FAU-2 rocket, kung gayon ang tukoy na itulak nito sa mga lumang yunit ng pagsukat ay 220 segundo. Ngayon, ang pinakamahusay na sistema ng propulsyon-enerhiya, na gumagamit ng hydrogen na may oxygen, ay nagbibigay ng isang tukoy na tulak na hanggang sa 450 segundo. Iyon ay, 60-70 taon ng trabaho ng pinakamahusay na mga kaisipan sa buong mundo ay naitaas ang tiyak na tulak ng tradisyonal na mga rocket engine sa pamamagitan lamang ng dalawang beses.
Posible bang madagdagan ang tagapagpahiwatig na ito nang maraming beses o sa pamamagitan ng mga order ng lakas? Meron pala. Halimbawa, gamit ang mga makina ng nuklear, maaari nating taasan ang tukoy na itulak sa halos 900 segundo, iyon ay, isa pang dalawang beses. At gamit ang isang ionized working fluid para sa pagpabilis, maaabot nila ang mga halagang 9000-10000 segundo, iyon ay, itaas nila ang tukoy na thrust na 20 beses. At ito ay bahagyang nakamit ngayon: sa mga satellite sa mababang tulak, ginagamit ang mga plasma engine, na nagbibigay ng isang tukoy na tulak ng pagkakasunud-sunod ng 1600 segundo. Gayunpaman, ang mga nasabing aparato ay kailangan pa rin ng sapat na kuryente. Kung hindi mo isinasaalang-alang ang isang ganap na natatanging istraktura - ang International Space Station, kung saan ang antas ng kuryente ay halos 100 kW, kung gayon ngayon ang pinakamakapangyarihang mga satellite ay mayroong antas ng suplay ng elektrisidad na 20-30 kW lamang. Napakahirap malutas ang isang bilang ng mga gawain kung mananatili kami sa antas na ito.
- Iyon ay, kailangan mo ng isang husay na paglukso?
- Oo. Ang mga astronautika ngayon ay nakakaranas ng isang estado na malapit sa isa kung saan natagpuan ang aviation pagkatapos ng Ikalawang Digmaang Pandaigdig, nang malinaw na hindi na posible na taasan ang bilis ng mga piston engine, imposibleng seryosong taasan ang saklaw, at sa pangkalahatan upang magkaroon ng kapaki-pakinabang na abyasyon sa paliparan. Pagkatapos, tulad ng naalala mo, nagkaroon ng isang lakad sa aviation, at lumipat sila mula sa mga engine ng piston hanggang sa mga jet engine. Halos ang parehong sitwasyon ay ngayon sa teknolohiyang puwang. Kulang kami sa husay ng enerhiya upang matugunan ang mga seryosong hamon.
Nga pala, naging malinaw hindi ngayon. Nasa mga 60s at 70s, kapwa sa ating bansa at sa Estados Unidos, nagsimula ang trabaho sa paggamit ng nukleyar na enerhiya sa kalawakan. Sa una, ang gawain ay itinakda upang lumikha ng mga rocket engine na, sa halip na enerhiya ng kemikal ng pagkasunog ng gasolina at oxidizer, ay gagamit ng pagpainit ng hydrogen sa temperatura na halos 3000 degree. Ngunit naka-out na ang gayong direktang landas ay hindi pa epektibo. Nakatanggap kami ng mataas na itulak sa loob ng maikling panahon, ngunit sa parehong oras ay nagtatapon kami ng isang jet, na kung sakaling may abnormal na pagpapatakbo ng reaktor, ay maaaring maging kontaminado sa radioactively.
Sa kabila ng malaking dami ng trabaho na isinagawa noong 60s at 70s sa USSR at USA, alinman kami o ang mga Amerikano ay hindi nakalikha ng maaasahang mga working engine sa oras na iyon. Nagtrabaho sila, ngunit hindi gaanong, dahil ang pagpainit ng hydrogen hanggang sa 3000 libong degree sa isang nuclear reactor ay isang seryosong gawain.
Mayroon ding mga problema sa kapaligiran sa panahon ng mga pagsubok sa lupa ng mga makina, dahil ang mga radioactive jet ay itinapon sa atmospera. Sa USSR, ang gawaing ito ay isinasagawa sa lugar ng pagsubok ng Semipalatinsk na espesyal na inihanda para sa mga pagsubok sa nukleyar, na nanatili sa Kazakhstan.
Gayunpaman, sa mga tuntunin ng paggamit ng nukleyar na enerhiya para sa supply ng kuryente ng spacecraft, ang USSR ay gumawa ng isang napaka-seryosong hakbang sa mga taong iyon. Ang 32 satellite ay gawa. Sa paggamit ng nukleyar na enerhiya sa mga aparato, posible na makakuha ng elektrisidad na kuryente sa pamamagitan ng isang order ng lakas na mas mataas kaysa sa solar na enerhiya.
Kasunod nito, ang USSR at USA, sa iba't ibang kadahilanan, ay tumigil sa gawaing ito nang ilang oras. Ngayon ay malinaw na dapat silang mabago. Ngunit sa palagay namin ay hindi makatuwiran na ipagpatuloy ang tulad ng paraan upang makagawa ng isang makina ng nukleyar, na mayroong nabanggit na mga kawalan, at iminungkahi namin ang isang ganap na naiibang diskarte.
- At ano ang pangunahing pagkakaiba sa pagitan ng bagong diskarte?
Ang diskarte na ito ay naiiba mula sa luma sa parehong paraan na ang isang hybrid na kotse ay naiiba mula sa isang maginoo na kotse. Sa isang maginoo na kotse, pinapalitan ng makina ang mga gulong, habang sa mga hybrid na kotse, ang kuryente ay nabuo mula sa makina, at ang elektrisidad na ito ang nagpapalipat-lipat ng mga gulong. Iyon ay, isang uri ng intermediate power plant ay nilikha.
Sa parehong paraan, nagmungkahi kami ng isang pamamaraan kung saan ang isang space reactor ay hindi nagpapainit ng jet na naalis mula rito, ngunit bumubuo ng kuryente. Ang mainit na gas mula sa reaktor ay pinaliliko ang turbine, ang turbine ay lumiliko ang electric generator at ang compressor, na nagpapalipat-lipat sa gumaganang likido sa isang saradong loop. Ang generator ay bumubuo ng kuryente para sa isang plasma engine na may isang tukoy na itulak na 20 beses na mas mataas kaysa sa mga kemikal na makina.
Ano ang pangunahing bentahe ng pamamaraang ito. Una, hindi na kailangan ang Semipalatinsk test site. Maaari nating isagawa ang lahat ng mga pagsubok sa teritoryo ng Russia nang hindi nakikilahok sa anumang mahihirap na negosasyong internasyonal sa paggamit ng enerhiyang nukleyar sa labas ng estado. Pangalawa, ang jet na umaalis sa makina ay hindi magiging radioactive, dahil ang isang ganap na magkakaibang likidong nagtatrabaho ay dumadaan sa reaktor, na nasa isang closed loop. Bilang karagdagan, hindi namin kailangang painitin ang hydrogen sa scheme na ito, narito ang isang hindi gumagalaw na likidong nagtatrabaho na nagpapalipat-lipat sa reactor, na nagpapainit hanggang sa 1500 degree. Seryoso naming pinapasimple ang aming gawain. Panghuli, sa huli, tataas namin ang tukoy na itulak hindi dalawang beses, ngunit 20 beses kumpara sa mga makina ng kemikal.
- Maaari mo bang pangalanan ang tiyempo ng proyekto?
- Ang proyekto ay nagsasangkot ng mga sumusunod na yugto: noong 2010 - ang simula ng trabaho; noong 2012 - pagkumpleto ng draft na disenyo at detalyadong pagmomodelo ng computer ng daloy ng trabaho; noong 2015 - ang paglikha ng isang nukleyar na sistema ng propulsyon ng lakas; sa 2018 - ang paglikha ng isang module ng transportasyon gamit ang propulsion system na ito upang maihanda ang system para sa paglipad sa parehong taon.
Sa pamamagitan ng paraan, ang yugto ng pagmomodelo ng computer ay hindi dati tipikal para sa nilikha na mga produktong teknolohiya ng puwang, ngunit ngayon ito ay ganap na kinakailangan. Sa halimbawa ng pinakabagong mga makina, na binuo sa Russia, France at USA, naging malinaw na ang klasikong lumang pamamaraan, kapag ang isang malaking bilang ng mga prototype ay ginawa para sa pagsubok, ay lipas na.
Ngayon, kapag ang mga kakayahan ng teknolohiya ng computer ay napakataas, lalo na sa pagkakaroon ng mga supercomputer, maaari kaming magbigay ng pagmomodelo ng pisikal at matematika ng mga proseso, lumikha ng isang virtual engine, maglaro ng mga posibleng sitwasyon, tingnan kung nasaan ang mga pitfalls, at pagkatapos lamang pumunta sa lumikha ng isang makina, tulad ng sinasabi nilang "sa hardware".
Narito ang isang magandang halimbawa. Marahil ay narinig mo ang tungkol sa RD - 180 engine para sa Atlas rocket na nilikha para sa mga Amerikano sa Energomash Design Bureau. Sa halip na 25-30 na mga kopya, na karaniwang ginugol sa pagsubok sa makina, tumagal lamang ng 8, at ang RD-180 ay agad na nabuhay. Sapagkat ang mga developer ay nagkaproblema upang "i-play" ang lahat ng ito sa mga computer.
- Ano ang presyo ng isyu?
- Ngayon, 17 bilyong rubles ang naideklara para sa buong proyekto hanggang sa kasamang 2018. Direkta para sa 2010, 500 milyong rubles ang inilaan, kasama ang 430 milyong rubles - para sa Rosatom at 70 milyong rubles - para sa Roskosmos.
Naturally, nais naming maniwala na kung sinabi ng pamumuno ng bansa na ito ay isang prioridad na lugar, at ang pera ay inilaan, pagkatapos ay ibibigay ito.
Ang ipinahayag na halaga ay mas mababa kaysa sa nais namin, ngunit sa palagay ko sapat na ito para sa mga darating na taon at isang malaking hanay ng mga gawa ay maaaring maisagawa sa perang ito.
Ang aming instituto ay hinirang na pinuno ng planta ng nukleyar na kuryente, ang module ng transportasyon, malamang, ay gagawin ng Energia Rocket at Space Corporation.
Sa pangkalahatan, ang proyekto ay batay sa kooperasyon, na binubuo pangunahin ng mga negosyo ng Rosatom, na dapat gawin ang reaktor, at Roskosmos, na gumagawa ng mga turbocompressor, generator at ang mga makina mismo.
Siyempre, gagamitin ng trabaho ang pang-agham na batayan na nilikha noong nakaraang mga taon. Halimbawa, ang pagbuo ng isang reaktor ay batay sa isang malaking bilang ng mga desisyon na dati ay ginawa sa isang makina ng nukleyar. Ang kooperasyon ay pareho. Ito ang Podolsk Scientific Research Technological Institute, ang Kurchatov Center, ang Obninsk Institute of Physics and Power Engineering. Ang Keldysh Center, ang Design Bureau para sa Chemical Engineering at ang Voronezh Design Bureau para sa Chemical Automation ay maraming nagawa sa isang closed loop. Gagamitin namin ang buong karanasan na ito kapag lumilikha ng isang turbocharger. Para sa generator, kumokonekta kami sa Institute of Electromekanics, na may karanasan sa paglikha ng mga lumilipad na generator.
Sa isang salita, mayroong malaking batayan, ang gawain ay hindi nagsisimula mula sa simula.
- Maaari bang mauna ang Russia sa ibang mga bansa sa gawaing ito?
- Hindi ko ibinubukod ito. Nagkaroon ako ng pagpupulong kasama ang representante na pinuno ng NASA, tinalakay namin ang mga isyu na nauugnay sa pagbabalik upang gumana sa enerhiya na nukleyar sa kalawakan, at sinabi niya na ang mga Amerikano ay nagpapakita ng labis na interes sa isyung ito. Sa kanyang palagay, ang posibilidad ng pagpapabilis ng trabaho sa direksyong ito sa Kanluran ay hindi maaaring tanggihan.
Hindi ko ibinubukod na ang China ay maaaring tumugon sa mga aktibong aksyon sa bahagi nito, kaya kailangan nating mabilis na gumana. At hindi lamang upang mauna ang isang tao sa kalahating hakbang. Kailangan nating magtrabaho nang mabilis, una sa lahat, upang sa umuusbong na kooperasyong internasyonal, at de facto ito ay nabubuo ngayon, mukhang karapat-dapat tayo. Upang dalhin nila kami doon, at hindi gampanan ang papel ng mga tao na dapat gumawa ng mga metal na bukid, ngunit upang ang ugali sa amin ay magiging katulad nito, halimbawa, noong dekada 90. Pagkatapos ang isang malaking hanay ng trabaho sa mga mapagkukunang nukleyar sa kalawakan ay na-decassified. Nang ang mga gawaing ito ay kilalanin ng mga Amerikano, binigyan nila sila ng napakataas na marka. Hanggang sa puntong ang mga magkasanib na programa ay nailahad sa amin.
Sa prinsipyo, posible na magkakaroon ng internasyonal na programa para sa isang planta ng nukleyar na kuryente, katulad ng nagpapatuloy na programa ng kooperasyon sa kontroladong pagsasama-sama ng thermonuclear.
- Anatoly Sazonovich, sa 2011 ipagdiriwang ng mundo ang anibersaryo ng unang manned flight sa kalawakan. Ito ay isang magandang dahilan upang paalalahanan ang tungkol sa mga nakamit ng ating bansa sa kalawakan.
- Sa tingin ko oo. Pagkatapos ng lahat, hindi lamang ito ang unang manned flight sa kalawakan. Naging posible ang paglipad salamat sa solusyon ng napakalawak na pang-agham, teknikal at medikal na isyu. Sa kauna-unahang pagkakataon ang isang tao ay lumipad sa kalawakan at bumalik sa Daigdig, sa kauna-unahang pagkakataon napatunayan na ang sistemang panangga ng thermal ay gumagana nang normal. Ang paglipad ay nagkaroon ng malaking epekto sa internasyonal. Huwag kalimutan na 16 taon lamang ang lumipas mula nang matapos ang pinakamahirap na giyera para sa bansa. At ngayon ito ay naka-out na ang isang bansa na nawala ang higit sa 20 milyong katao at nagdusa ng matinding pagkawasak ay may kakayahang hindi lamang gumawa ng isang bagay sa pinakamataas na antas ng mundo, ngunit kahit na lumalagpas sa buong mundo sa isang tiyak na panahon. Ito ay isang napakahalagang demonstrasyong nagpataas ng awtoridad ng bansa at ang kapalaluan ng mga tao.
Sa aking buhay mayroong dalawang mga kaganapan na may katulad na kahalagahan. Ito ang Araw ng Tagumpay at ang pagpupulong ni Yuri Gagarin, na personal kong nakita. Noong Mayo 9, 1945, ang lahat ng Moscow, mula sa Red Square hanggang sa labas ng bayan, ay lumabas upang magdiwang sa mga lansangan. Ito ay tunay na isang kusang salpok, at ang parehong kahanga-hangang salpok ay noong Abril 1961 nang lumipad si Gagarin.
Ang internasyonal na kahalagahan ng kalahating siglo na anibersaryo ng unang paglipad ay dapat na palakasin. Kinakailangan na bigyang diin at paalalahanan ang lipunan tungkol sa papel na ginagampanan ng ating bansa sa paggalugad sa kalawakan. Sa kasamaang palad, sa huling 20 taon, hindi namin ito madalas ginagawa. Kung buksan mo ang Internet, makikita mo ang isang malaking halaga ng materyal na nauugnay, halimbawa, sa paglalakbay ng mga Amerikano sa buwan, ngunit walang masyadong materyal na nauugnay sa paglipad ng Gagarin. Kung kausap mo ang kasalukuyang mga mag-aaral, hindi ko alam kung kaninong pangalan ang mas kilala nila, Armstrong o Gagarin. Samakatuwid, isaalang-alang ko itong ganap na tama upang magpasya upang ipagdiwang ang ika-50 anibersaryo ng unang manned space flight sa antas ng estado at bigyan ito ng pang-internasyonal na tunog.
Ang Tsiolkovsky Russian Academy of Cosmonautics ay maglalabas ng isang medalya para sa kaganapang ito, na igagawad sa mga taong kasangkot sa unang paglipad o gumawa ng sapat na kontribusyon sa pagpapaunlad ng mga astronautika. Bilang karagdagan, naghahanda kami upang magsagawa ng isang malaking internasyonal na kumperensya, kung saan planong talakayin sa mga kasosyo sa dayuhan at Ruso ang mga tampok ng paggalugad na kalangal na tao na katangian ng kasalukuyang yugto. Mayroong maraming mga mahirap na katanungan dito.
Kung ngayon pinahinto natin ang isang daang tao sa kalye at tinanong kung alin sa mga cosmonaut ang lumilipad sa kalawakan ngayon, bawal sa Diyos, kung tatlo o apat na tao ang sumasagot sa amin, at hindi ako kumbinsido dito. At kung tatanungin natin ang tanong, ano ang ginagawa ng mga astronaut sa istasyon, kung gayon mas kaunti pa. Sa palagay ko ang promosyon ng totoong espasyo ng buhay, ang mga manned flight ay napakahalaga, at hindi ito ginagawa ng sapat. Mayroong maraming mga hangal na materyales sa TV, kapag may nakakilala sa mga dayuhan, o kung paano inalis ng mga dayuhan ang isang tao.
Uulitin ko, ang ika-limampung anibersaryo ng unang manned space flight ay isang tunay na kaganapan sa paggawa ng epoch, dapat itong ipagdiwang sa pinaka marangal na pamamaraan, kapwa sa loob ng ating bansa at sa antas internasyonal. At syempre ang aming instituto ay kukuha ng direktang bahagi dito, siya na nauugnay sa paglipad na ito at nakilahok dito. Ang bilang ng aming mga empleyado ng panahong iyon ay nakatanggap ng mga parangal ng estado para sa partikular na paglutas ng mga problema sa paglipad. Halimbawa Siyempre, susubukan naming ipagdiwang ang kaganapang ito nang may dignidad.
