Salah satu projek yang paling berani dalam beberapa tahun kebelakangan ini dalam bidang teknologi angkasa sedang berkembang, dan ada alasan untuk mendapat berita baik. Baru-baru ini menjadi terkenal mengenai penyelesaian kerja pada projek "Penciptaan modul pengangkutan dan tenaga berdasarkan loji tenaga nuklear kelas megawatt". Kini para saintis harus melakukan sejumlah karya berikutnya, dan hasil akhirnya akan munculnya modul lengkap yang sesuai untuk digunakan.
Laporan kerja
Pada akhir bulan Julai, Roskosmos meluluskan laporan 2018 yang menunjukkan bidang aktiviti utama dan kejayaan organisasi. Antara lain, laporan itu menyebutkan proyek "Penciptaan modul transportasi dan tenaga berdasarkan pembangkit tenaga nuklear kelas megawatt", yang dikembangkan dalam kerangka Program Negara "Kegiatan ruang angkasa Rusia untuk 2013-2020".
Menurut laporan itu, projek ini siap tahun lalu. Sebagai sebahagian daripada karya ini, dokumentasi reka bentuk disediakan, setiap produk dihasilkan dan diuji. Sementara kita bercakap mengenai komponen susun atur masa depan prototaip dasar modul pengangkutan dan tenaga (TEM).
Kerja penciptaan TEM tidak berhenti di situ. Semua aktiviti selanjutnya akan dilaksanakan dalam rangka program ruang angkasa persekutuan yang ada. Malangnya, laporan Roscosmos tidak memberikan perincian teknikal projek TEM dalam bentuknya sekarang, dan juga tidak menunjukkan waktu kerja. Walau bagaimanapun, data ini diketahui dari sumber lain.
Sejarah isu
Menurut laporan Roscosmos, kerja-kerja mengenai TEM berterusan dan akan segera memasuki tahap baru. Ini bermaksud bahawa rancangan untuk membuat teknologi roket dan ruang angkasa yang baru, yang disetujui hampir 10 tahun yang lalu, akan dipenuhi pada masa yang akan datang.
Idea modul pengangkutan dan tenaga berdasarkan loji tenaga nuklear (NPP) dalam bentuknya saat ini diusulkan pada tahun 2009. Pengembangan produk ini akan dilakukan oleh perusahaan Roscosmos dan Rosatom. Peranan utama dalam projek ini dimainkan oleh Rocket and Space Corporation Energia dan Pusat Keldysh Perusahaan Kesatuan Negeri Persekutuan.
Pada tahun 2010, projek ini dimulakan, kerja penyelidikan dan reka bentuk pertama dimulakan. Pada masa itu, dikatakan bahawa komponen utama loji tenaga nuklear dan TEM akan siap pada akhir dekad ini. Reka bentuk awal TEM telah disiapkan pada tahun 2013. Pada tahun 2014, pengujian komponen loji tenaga nuklear dan enjin ion ID-500 bermula. Di masa depan, terdapat banyak laporan mengenai pelbagai karya dan kejayaan. Berbagai elemen pembangkit tenaga nuklear dan TEM dibangun dan diuji, serta pencarian bidang aplikasi teknologi baru dilakukan.
Semasa projek TEM dikembangkan, gambar yang menunjukkan perkiraan penampilan produk ini secara berkala diterbitkan dalam sumber terbuka. Kali terakhir bahan tersebut muncul pada bulan November tahun lalu. Penasaran bahawa versi penampilan ini sangat berbeza dengan yang sebelumnya, walaupun ia mempunyai beberapa persamaan pada ciri-ciri asas.
Ciri-ciri teknikal
Modul pengangkutan dan tenaga dianggap sebagai kenderaan pelbagai guna untuk bekerja di angkasa, di orbit Bumi dan di lintasan lain. Dengan pertolongannya, di masa depan, ia dirancang untuk melancarkan muatan ke orbit atau mengirim ke benda langit lain. Juga, TEM dapat digunakan untuk servis kapal angkasa atau dalam memerangi puing-puing ruang angkasa.
TEM akan menerima gelongsor beban yang tergelincir, kerana dimensi yang diperlukan akan disediakan. Di ladang dicadangkan untuk memasang unit kuasa dengan pemasangan reaktor, kompleks instrumentasi dan pemasangan, kemudahan dok, panel solar, dll. Di bahagian ekor modul, enjin roket elektrik pelayaran dan shunting akan berada. Muatan akan diangkut menggunakan alat dok.
Komponen utama TEM adalah loji tenaga nuklear kelas megawatt, yang telah dibangunkan sejak tahun 2009. Reaktor pemasangan harus dibezakan oleh ketahanan khas terhadap beban suhu, yang dikaitkan dengan mod operasi khasnya. Campuran helium-xenon dipilih sebagai penyejuk. Kuasa termal pemasangan akan mencapai 3.8 MW, dan kuasa elektrik - 1 MW. Untuk membuang lebihan haba, dicadangkan menggunakan peti sejuk radiator tetes.
Tenaga elektrik dari pemasangan nuklear mesti dibekalkan ke enjin roket elektrik. Mesin ion ID-500 yang menjanjikan berada di peringkat ujian. Dengan kecekapan hingga 75%, ia harus menunjukkan kekuatan 35 kW dan daya tuju hingga 750 mN. Semasa ujian pada tahun 2017, produk ID-500 bekerja di pendirian selama 300 jam dengan kuasa 35 kW.
Menurut data tahun-tahun sebelumnya, TEM dalam kedudukan kerja akan mempunyai panjang lebih dari 50-52 m dengan diameter (untuk kekuda terbuka dan elemen di atasnya) lebih dari 20 m. Jisimnya sekurang-kurangnya 20 tan. Atau beberapa kenderaan pelancaran dengan pemasangan seterusnya. Maka muatan mesti berlabuh dengannya. Jangka hayat reka bentuk, yang dibatasi oleh jangka hayat reaktor, adalah 10 tahun.
Prospek besar
Ciri utama TEM dengan loji tenaga nuklear, yang pada dasarnya membezakannya dari roket dan teknologi angkasa lain, adalah dorongan khusus tertinggi. Penggunaan loji kuasa khas dan mesin roket elektrik memungkinkan untuk mendapatkan parameter tuju yang diperlukan dengan penggunaan minimum bahan bakar nuklear. Oleh itu, TEM, secara teori, mampu menyelesaikan masalah yang tidak dapat diakses oleh sistem roket tradisional yang didorong oleh bahan bakar kimia.
Berkat ini, menjadi lebih mustahak untuk menggunakan enjin penyangga dan penggantian secara aktif sepanjang penerbangan. Khususnya, ini membolehkan penggunaan laluan penerbangan yang lebih baik ke badan cakerawala yang lain. Hayat perkhidmatan selama 10 tahun membolehkan TEM digunakan berkali-kali dalam misi yang berbeza, mengurangkan kos penganjurannya. Secara umum, kemunculan sistem seperti TEM dengan loji tenaga nuklear akan memberi kosmonautik peluang baru dalam semua bidang aktiviti utama.
Enjin TEM standard mesti menggunakan hanya sebahagian elektrik daripada sistem penjanaan. Oleh itu, masih ada margin daya yang sesuai untuk digunakan oleh peralatan sasaran.
Walau bagaimanapun, terdapat juga kelemahan yang ketara. Pertama sekali, adalah keperluan untuk mengembangkan pelbagai teknologi baru dan kerumitan keseluruhan projek. Hasilnya, penciptaan TEM memerlukan banyak masa dan pembiayaan yang sesuai. Oleh itu, projek Roscosmos telah dibangunkan selama kira-kira 10 tahun, tetapi penggunaan praktikal TEM yang telah siap masih dalam masa yang akan datang. Jumlah kos projek ini dianggarkan 17 bilion rubel.
Penggunaan loji tenaga nuklear membawa kepada sekatan serius pada pelbagai peringkat. Contohnya, menguji loji tenaga nuklear atau TEM secara keseluruhan hanya boleh dilakukan di orbit, yang akan mengurangkan kerosakan dari kemungkinan keadaan kecemasan. Perkara yang sama berlaku untuk pengoperasian modul pengangkutan dan tenaga siap pakai.
Masa terdekat
Menurut berita terbaru, pengembangan projek "Pembuatan modul pengangkutan dan tenaga berdasarkan loji tenaga nuklear kelas megawatt" telah berjaya diselesaikan. Beberapa mock-up yang diperlukan untuk ujian sudah siap. Pada tahun-tahun mendatang, perusahaan dari Roskosmos dan Rosatom harus melakukan sejumlah kerja penting dengan produk ini dan produk lain.
Prototaip penerbangan TEM dirancang untuk dibina pada tahun 2022-23. Selepas itu, pelbagai ujian harus dimulakan, yang akan memakan masa beberapa tahun. Pelancaran penuh operasi TEM dijangka pada tahun 2030.
Pada akhir bulan Jun, menjadi terkenal mengenai penyediaan laman web untuk operasi TEM. Peralatan sedemikian akan dilancarkan dari kosmodrom Vostochny. Belum lama ini, sebuah pertandingan diumumkan untuk pengembangan dan pembinaan satu set kemudahan untuk penyediaan kapal angkasa dan modul pengangkutan dan tenaga. Dokumentasi reka bentuk untuk kompleks teknikal harus dikembangkan pada tahun 2025-26. Pembinaan dirancang untuk dimulakan pada tahun 2027, dan pentauliahan akan dilakukan pada tahun 2030. Kos kontrak adalah RUB 13.2 bilion.
Oleh itu, pelbagai karya mengenai topik teknologi roket dan angkasa lepas dengan loji tenaga nuklear akan berterusan sepanjang dekad yang akan datang. Beberapa organisasi harus menyelesaikan pembangunan dan menguji modul pengangkutan dan tenaga, sementara yang lain akan menyiapkan infrastruktur untuk operasinya. Berdasarkan hasil semua karya ini, pada tahun 2030 industri ruang angkasa Rusia akan memiliki teknologi baru yang asasnya memiliki kemampuan yang luas. Walau bagaimanapun, kerumitan semua peringkat program yang menjanjikan boleh menyebabkan perubahan dalam jadual.
