Pri nas se nadaljuje razvoj transportnega in energetskega modula TEM z jedrsko elektrarno razreda megavatov (NPPU). Pojav takšnega modela, primernega za delovanje, bo imel resen vpliv na nadaljnji razvoj domače in svetovne astronavtike. Medtem je TEM v fazi oblikovalskega dela, nedavno pa so javnosti spet pokazali model takega izdelka v sedanji obliki.
Razstava MAKS-2019
V zadnjih letih so bili večkrat objavljeni različni materiali o pogonskih sistemih TEM in jedrskih elektrarnah. Razvijalci so med drugim pokazali risbe z možnim videzom takega vzorca. Konec avgusta je v okviru salona MAKS-2019 potekala prva predstavitev nove postavitve TEM, ki odraža trenutne poglede na ta projekt. Model je bil prisoten v paviljonu Roscosmos na stojnici Arsenal KB.
Trenutna različica zasnove TEM se močno razlikuje od predhodno prikazanih različic, vendar ohranja nekatere lastnosti. Ohranile so se predvsem splošne določbe sestavljanja enot in pristopi k oblikovanju. Hkrati obstajajo številne značilne razlike.
Največji element modula za mizo je teleskopska štiriselna rešetka s krožnim prerezom, ki je osnova za sestavljanje enot. Njegova glava je opremljena s stožčasto rešetko in zaprtim predelkom. Na straneh nosilca je šest hladilnih plošč. Repni del TEM je izdelan v obliki zaprtega pravokotnega telesa. Na njem je spredaj pritrjen glavni nosilec, ob straneh so sončne celice. V trupu je nova vrsta raketnega motorja in druge enote.
Nove in stare
Prej so se v publikacijah na temo pogonskih sistemov TEM in jedrske energije pojavile slike z opremo drugačnega videza. Po eni od kasnejših različic projekta bi moral transportno-energetski modul temeljiti na vzdolžni drsni rešetki s kvadratnim prerezom in velikim raztezkom, kar olajša izstrelitev izdelka v orbito. Predelek z reaktorjem je nameščen v glavnem delu, električni raketni motor in drugi sistemi so nameščeni na nosilnih nosilcih v repnem delu. Predvideno je bilo, da se vzdolž nosilne rešetke postavi hladilna oprema.
Postavitev iz KB "Arsenal" ima številne značilnosti in se razlikuje od starejših slik. Najprej se odlikuje po zasnovi glavnega nosilca in postavitvi enot. Za novo različico TEM je značilna masivnejša nosilna konstrukcija drugačne zasnove. Izgubil je tudi repne ročice v obliki črke X, ki so bile nameščene med letom in so nosile nekaj instrumentov.
Zasnova postavitve omogoča spremembo postavitve. Morda zdaj veliko repno telo ne vsebuje le električnega raketnega motorja, ampak tudi jedrski reaktor s spremljajočimi sistemi. V tem primeru lahko manjše ohišje glave namestimo krmilne sisteme ali drugo opremo.
Različni diagrami so prej predstavljali različne konfiguracije hladilnega sistema. Enako velja za novo postavitev. Tokrat se za sevanje odvečne toplote v prostor predlaga uporaba šestih panelov-oddajnikov, nameščenih vzdolž nosilca v obliki treh vzporednih "ravnin". Prej so bile na voljo druge konfiguracije hladilnikov, vklj. agregati večje površine, ki zasedajo skoraj celotno dolžino nosilnega nosilca.
Novembra lani je televizijski studio Roskosmos objavil videoposnetek, ki prikazuje možen videz prihodnjega TEM z jedrsko elektrarno. Ta različica modula se je močno razlikovala od prej prikazanih. Medtem ko je ohranil linearno arhitekturo, ki temelji na drsnem nosilcu, je moral imeti tak TEM repne enote v obliki odprtega valja. V tej obliki bi morali izvesti elektrarno, hlajenje itd.
Zlahka je videti, da se trenutna postavitev TEM -a razlikuje tudi od "lanske" različice videza. Hkrati je po videzu in oblikovanju veliko bližje prejšnjim različicam projekta.
Tehnični izzivi
Projekt TEM odlikuje najvišja tehnična zahtevnost, zato je za njegovo uspešno izvedbo potrebno rešiti veliko posebnih težav. Za izdelavo takega modula so potrebne nove zasnove komponent in sklopov, nove tehnologije in materiali s posebnimi lastnostmi. Potreba po reševanju vseh teh težav je privedla do dejstva, da razvoj jedrskih elektrarn in TEM izvajajo številna podjetja iz Roscosmosa in Rosatoma.
V različnih časih so objavljena gradiva vsebovala različne različice TEM -a, razlog za to pa je lahko ravno splošna kompleksnost projekta. Uspeh pri iskanju rešitev za določene težave je privedel do ustreznih sprememb v celotnem videzu modula. V skladu s tem najnovejša postavitev TEM iz KB "Arsenal" prikazuje trenutne poglede na projekt.
Po znanih podatkih je bil za osnovo jedrske elektrarne izbran plinsko hlajen jedrski reaktor s hitrimi nevtroni. V prvem krogu hladilnega sistema bodo uporabili mešanico helij-ksenon. Gorivo s povečano stopnjo obogatitve bo vloženo v jedro. Jedrna temperatura bo dosegla 1500 ° K. Načrtovano je, da se zagotovi najvišji projektni vir, ki bo TEM-u omogočil delovanje 10-12 let.
Takšne jedrske elektrarne s takšnimi lastnostmi še niso bile ustvarjene in obratovane. Za izdelavo takšne konstrukcije so potrebni materiali z visoko odpornostjo na toplotne in mehanske obremenitve. Prav tako je treba izdelati samo zasnovo, tako da ima z zahtevano močjo sprejemljive mere in težo.
Na področju hladilnih sistemov obstajajo težave. Jedrska elektrarna razreda megavatov mora razpršiti primerljive količine toplotne energije v vesolje. Sodobni radiatorji za vesoljsko tehnologijo se še ne morejo pohvaliti s takšnimi lastnostmi. Tako hladilni sistem ISS pade v vesolje pribl. 70 kW toplotne energije je nekajkrat manj, kot je potrebno za nuklearno elektrarno in TEM.
Razvijajo se različne variante hladilnikov za TEM, kar se odraža na slikah in med sestavljanjem modelov. Očitno je niz ravnih radiatorjev na postavitvi iz Arsenala trenutno najbolj donosen dizajn z optimalnimi lastnostmi. Možno pa je, da ta sistem ne bo končna različica.
Kljub vsem težavam so bili v okviru projekta TEM doseženi opazni uspehi. Tako so se pred nekaj leti začeli preskusi električnega raketnega motorja ID-500, ki je bil ustvarjen posebej za prihodnjo jedrsko elektrarno. Leta 2017 je tak izdelek deloval na stojnici 300 ur in pokazal moč 35 kW.
Montaža in testiranje posameznih sestavnih delov jedrske elektrarne in TEM se izvajata redno. Lani je bil na primer preizkušen prototip hladilnega sistema za kapljanje. Druge komponente reaktorja, pomožnih sistemov ter transportnega in energetskega modula kot celote se preskušajo.
Transport daljne prihodnosti
Cilj trenutnih projektov jedrske elektrarne in TEM je ustvariti obetaven kompleks, ki bo sposoben reševati nove težave v vesolju. Transportni in energetski modul z reaktorjem in električnim raketnim motorjem bo imel pomembne prednosti pred raketnimi sistemi tradicionalne zasnove in bo omogočal uspešno organizacijo novih misij.
Glavno področje uporabe TEM -a veljajo za polete v druga nebesna telesa. NPP kaže največjo porabo goriva in ima edinstven specifičen impulz, ki poenostavi polete na Luno ali Mars. Prav tako je mogoče povečati koristno obremenitev v primerjavi s sedanjimi raketnimi in vesoljskimi sistemi. Pomembna značilnost TEM je zmožnost napajanja bremena s standardnimi sredstvi modula.
Do takšnih rezultatov pa je mogoče priti le v daljni prihodnosti. Po trenutnih načrtih se bodo letalski testi TEM -a v polni konfiguraciji začeli šele konec dvajsetih let. Začetek delovanja in vključitev modula v resnično delo sta možna šele v zgodnjih tridesetih letih.
Delo TEM se bo nadaljevalo še nekaj let, v tem času pa se lahko projekt bistveno spremeni. V zvezi s tem je mogoče domnevati, da bo postavitev modula za MAKS-2019 kmalu prenehala odražati dejanski videz izdelka, ki nastaja. Sprememba pogledov na strukturo in njene elemente pa bo privedla do pojavljanja novih predstavitvenih materialov - že na naslednjih razstavah.
