Salah satu projek Soviet-Rusia yang paling bercita-cita tinggi dalam bidang penerokaan ruang angkasa hampir selesai dan memasuki tahap pelaksanaan praktikal segera. Kami bercakap mengenai penciptaan loji tenaga nuklear kelas megawatt. Penciptaan dan pengujian enjin sedemikian dapat mengubah keadaan keadaan di ruang dekat bumi dengan ketara.
Loji tenaga nuklear kelas megawatt (NPPU) adalah projek bersama sekumpulan perusahaan Rusia yang merupakan sebahagian daripada Roscosmos dan Rosatom. Projek ini bertujuan untuk membangunkan loji tenaga nuklear kelas megawatt. Ia dirancang khusus untuk melengkapkan kapal angkasa baru dengan nama kerja TEM (modul pengangkutan dan tenaga). Pelaksana utama kerja-kerja projek mewujudkan loji tenaga nuklear adalah Pusat Penyelidikan Perusahaan Persekutuan Negeri Persekutuan yang diberi nama M. V. Keldysh (Moscow). Matlamat projek yang bercita-cita tinggi ini adalah untuk membawa Rusia ke kedudukan utama dalam penciptaan kompleks tenaga untuk tujuan ruang, yang sangat efisien dan mampu menyelesaikan pelbagai tugas yang luar biasa di luar angkasa. Contohnya, penerokaan Bulan, serta planet-planet yang jauh dari sistem suria kita, termasuk penciptaan pangkalan automatik di atasnya.
Pada masa ini, penerbangan angkasa di ruang dekat bumi dilakukan pada roket, yang bergerak karena pembakaran bahan bakar roket cair atau padat di dalam enjinnya. Bahan bakar roket cecair dibahagikan kepada pengoksidaan dan bahan bakar. Komponen ini berada dalam pelbagai tangki roket dalam keadaan cair. Pencampuran komponen berlaku di ruang pembakaran, biasanya melalui penyuntik. Tekanan dibuat kerana kerja sistem pam anjakan atau turbo. Di samping itu, komponen pendorong digunakan untuk menyejukkan muncung mesin roket. Bahan bakar roket pepejal juga dibahagikan kepada bahan bakar dan pengoksidaan, tetapi mereka dalam bentuk campuran pepejal.
Selama beberapa dekad yang lalu, teknologi menggunakan jenis bahan bakar roket ini telah disempurnakan hingga sekecil-kecilnya di banyak negara. Pada masa yang sama, para saintis roket sendiri mengakui bahawa pengembangan teknologi seperti itu semakin bermasalah. Bekas ketua Agensi Angkasa Persekutuan Rusia Anatoly Perminov menyatakan: “Secara kasar, semuanya telah dikeluarkan dari enjin roket yang ada, sama ada cair atau padat. Percubaan untuk meningkatkan dorongan mereka, dorongan khusus nampaknya tidak ada harapan. Dengan latar belakang ini, penyelesaian teknikal lain menarik. Sebagai contoh, loji tenaga nuklear, yang kadang-kadang dapat memberikan daya tarikan dan dorongan khusus. Anatoly Perminov memberikan contoh penerbangan ke Mars, yang kini perlu terbang 1, 5-2 tahun ke sana dan kembali. Dengan penggunaan sistem pendorong nuklear, waktu penerbangan dapat dikurangkan menjadi 2-4 bulan.
Dengan mempertimbangkan hal ini, di Rusia, sejak tahun 2010, sebuah projek sedang dilaksanakan untuk membuat modul angkasa dan tenaga angkasa berdasarkan loji tenaga nuklear kelas megawatt yang tidak mempunyai analog di dunia. Perintah yang sesuai ditandatangani oleh Dmitry Medvedev. Untuk pelaksanaan projek ini sehingga 2018 dari anggaran persekutuan, Roscosmos dan Rosatom, ia dirancang untuk memperuntukkan 17 bilion rubel, 7, 2 bilion rubel dari jumlah ini diperuntukkan kepada syarikat negeri Rosatom untuk penciptaan kemudahan reaktor (Penyelidikan dan Institut Reka Bentuk Juruteknik Tenaga Dollezhal), 4 bilion rubel - ke Pusat Keldysh untuk pengembangan sistem pendorong tenaga nuklear, 5.8 bilion rubel - kepada RSC Energia, yang seharusnya membuat modul pengangkutan dan tenaga. Sesuai dengan program ruang angkasa persekutuan baru pada tahun 2016-2025 untuk pekerjaan lebih lanjut dalam projek ini, diperkirakan akan memperuntukkan 22 miliar 890 juta rubel lagi.
Semua karya ini dilakukan di Rusia bukan dari awal. Kemungkinan menggunakan tenaga nuklear di angkasa telah dipertimbangkan sejak pertengahan 1950-an oleh pakar Rusia terkemuka seperti Keldysh, Kurchatov dan Korolev. Dari tahun 1970 hingga 1988 sahaja, Kesatuan Soviet melancarkan lebih dari 30 satelit pengintai ke angkasa, yang dilengkapi dengan loji tenaga nuklear berkuasa rendah seperti Topaz dan Buk. Satelit ini digunakan untuk membuat sistem pengawasan sepanjang cuaca untuk sasaran permukaan di seluruh kawasan perairan Lautan Dunia, serta untuk mengeluarkan penunjukan sasaran dengan penghantaran ke pos komando atau pembawa senjata - pengintaian dan sasaran ruang laut Legend sistem sebutan (1978). Juga, dalam tempoh 1960 hingga 1980, enjin roket nuklear dikembangkan dan diuji di negara kita di laman ujian Semipalatinsk, lapor agensi TASS.
Penukar reaktor nuklear "Topaz" (model dikurangkan)
Pakar menunjukkan kelebihan berikut dari sistem pendorong tenaga nuklear:
- Kemampuan untuk terbang ke Mars dalam 1, 5 bulan dan kembali, sementara penerbangan yang menggunakan mesin roket konvensional boleh memakan masa hingga 1, 5 tahun tanpa kemungkinan untuk kembali.
- Peluang baru dalam kajian ruang dekat bumi.
- Keupayaan untuk bermanuver dan mempercepat, berbeza dengan pemasangan yang hanya dapat mempercepat dan kemudian terbang di sepanjang lintasan tertentu.
- Mengurangkan kos penyelenggaraan, yang dapat dicapai kerana sumber daya yang tinggi, operasi 10 tahun mungkin.
- Peningkatan ketara dalam jisim muatan yang dimasukkan ke orbit kerana ketiadaan tangki bahan bakar yang besar.
Pada 20 Julai 2014, paten Persekutuan Rusia diterima dengan nombor RU2522971 untuk "Loji Penggerak Tenaga Nuklear" (NPP), pengarangnya adalah ahli akademik A. Koroteev. Kemudian, di pameran "Perintah Negeri - UNTUK Perolehan yang Adil 2016 ", JSC" NIKIET "dinamai Dollezhal mempersembahkan model loji reaktor untuk loji tenaga nuklear kelas megawatt. Telah diketahui bahawa loji tenaga nuklear yang sedang dibangunkan di negara kita terdiri daripada tiga elemen utama: loji reaktor dengan bendalir kerja dan alat bantu, seperti turbin generator-compressor dan penukar panas-recuperator; sistem pendorong roket elektrik dan peti sejuk radiator (sistem untuk membuang haba ke angkasa). Dengan mempertimbangkan kemajuan pekerjaan, dapat diperhatikan bahawa Persekutuan Rusia memiliki peluang untuk menjadi yang pertama melancarkan kapal angkasa ke orbit, yang akan dilengkapi dengan loji tenaga nuklear.
Direncanakan bahawa model loji tenaga nuklear besi untuk ujian akan dibuat menjelang 2019. Dan penerbangan pertama ke angkasa yang menggunakan loji janakuasa akan dilakukan pada tahun 2020-an. Dmitry Makarov, pengarah Institut Bahan Reaktor (IRM, Wilayah Sverdlovsk), memberitahu wartawan pada bulan April 2016 bahawa ujian penerbangan pertama sistem pendorong ruang nuklear telah dirancang untuk tahun 2020-an. Menjawab pertanyaan wartawan TASS, dia menyatakan bahawa dalam waktu dekat, prototaip darat peranti ini akan dibuat di Rusia, dan ujian penerbangan pertama di angkasa akan berlangsung pada tahun 2020-an. Pemasangan kelas megawatt seperti ini akan memungkinkan pembentukan enjin nuklear elektrik yang kuat yang dapat mempercepat kenderaan antara planet ke kelajuan yang serius. Sebagai sebahagian daripada projek ini, Rosatom merupakan pusat kemudahan - reaktor nuklear.
Model loji reaktor untuk loji tenaga nuklear kelas megawatt
Menurut Makarov, IRM berjaya menyelesaikan ujian elemen pengalir haba (TVEL) untuk pemasangan ini, dengan menyatakan bahawa elemen bahan bakar berskala penuh telah diuji, yang dirancang untuk digunakan dalam reaktor tersebut. Makarov tidak syak lagi bahawa berdasarkan pengalaman dan kecekapan institusi Roscosmos dan Rosatom, kita dapat membuat sistem pendorong tenaga nuklear yang memungkinkan negara kita menjangkau tidak hanya planet terdekat, tetapi juga planet tata suria kita. Sebenarnya, platform akan dibangunkan dengan bantuan yang memungkinkan untuk melaksanakan program penyelidikan serius yang bertujuan untuk mempelajari ruang dalam.
Pembangunan loji tenaga nuklear di Rusia mempunyai faedah praktikal berikut. Pertama, ini adalah pengembangan keupayaan Rusia dan umat manusia secara amnya. Kapal angkasa berkuasa nuklear akan menjadikan perjalanan manusia ke Marikh dan planet lain menjadi kenyataan.
Kedua, kapal-kapal tersebut akan meningkatkan aktiviti manusia secara signifikan di ruang dekat bumi, memberikan peluang nyata untuk mula menjajah Bulan (sudah ada projek untuk membina loji tenaga nuklear di satelit Bumi). Penggunaan pembangkit tenaga nuklear sedang dipertimbangkan untuk sistem ruang angkasa berawak yang besar, dan bukan untuk kapal angkasa kecil yang dapat terbang pada jenis pemasangan lain menggunakan mesin ion atau tenaga angin suria. Sistem dorongan tenaga nuklear mungkin digunakan pada tunda interorbital yang boleh digunakan semula. Contohnya, untuk memindahkan pelbagai kargo antara orbit rendah dan tinggi, untuk melakukan penerbangan ke asteroid. Kami juga dapat mengirim ekspedisi ke Marikh atau membuat penarik bulan yang dapat digunakan kembali,”kata Profesor Oleg Gorshkov. Kapal sedemikian mampu mengubah keseluruhan ekonomi penerokaan angkasa lepas. Seperti yang diperhatikan oleh pakar RSC Energia, kenderaan pelancaran bertenaga nuklear akan dapat mengurangkan kos melancarkan muatan ke orbit lingkaran lebih dari dua kali ganda berbanding dengan roket yang dilengkapi dengan mesin roket propelan cecair.
Ketiga, pengembangan ini adalah teknologi dan bahan baru yang pasti akan muncul semasa pelaksanaan projek. Mereka boleh diperkenalkan ke cabang industri Rusia yang lain - kejuruteraan mekanikal, metalurgi, dll. Ini adalah projek terobosan yang, jika berjaya dilaksanakan, dapat memberi dorongan baru kepada ekonomi Rusia.
