Eden najbolj ambicioznih sovjetsko-ruskih projektov na področju raziskovanja vesolja je blizu zaključka in je v fazi takojšnje praktične izvedbe. Govorimo o nastanku jedrske elektrarne razreda megavata. Ustvarjanje in testiranje takega motorja lahko bistveno spremeni stanje v vesolju okoli Zemlje.
Jedrska elektrarna razreda megavat (NPPU) je skupni projekt skupine ruskih podjetij, ki so del Roscosmosa in Rosatoma. Ta projekt je namenjen razvoju jedrske elektrarne razreda megavat. Zasnovan je posebej za opremljanje novega vesoljskega plovila z delovnim imenom TEM (transportni in energetski modul). Glavni izvajalec dela pri ustvarjanju jedrske elektrarne je Zvezno državno enotno podjetje "Raziskovalno središče po imenu M. V. Keldysh" (Moskva). Cilj ambicioznega projekta je postaviti Rusijo na vodilno mesto pri ustvarjanju energetskih kompleksov za vesoljske namene, ki so zelo učinkoviti in sposobni reševati impresivno paleto nalog v vesolju. Na primer raziskovanje Lune in oddaljenih planetov našega sončnega sistema, vključno z ustvarjanjem avtomatskih baz na njih.
Trenutno vesoljski leti v vesolju blizu Zemlje potekajo na raketah, ki se sprožijo zaradi zgorevanja tekočega ali trdnega raketnega goriva v njihovih motorjih. Tekoče raketno gorivo delimo na oksidant in gorivo. Te komponente so v različnih rezervoarjih rakete v tekočem stanju. Mešanje komponent poteka že v zgorevalni komori, običajno z injektorji. Tlak nastane zaradi delovanja premične ali turbo črpalne naprave. Poleg tega se gorivne komponente uporabljajo za hlajenje šobe raketnega motorja. Trdno raketno gorivo delimo tudi na gorivo in oksidant, vendar sta v obliki mešanice trdnih snovi.
V zadnjih desetletjih se je tehnologija uporabe teh vrst raketnih goriv v mnogih državah izpopolnila do najmanjših podrobnosti. Hkrati raketni znanstveniki sami priznavajo, da je nadaljnji razvoj takšnih tehnologij problematičen. Nekdanji vodja ruske zvezne vesoljske agencije Anatolij Perminov je opozoril: »Grobo rečeno, iz obstoječih raketnih motorjev je bilo iztisnjeno vse, tekoče ali trdno. Zdi se, da so poskusi povečati njihov potisk, poseben impulz preprosto brezupni. Glede na to so zanimive druge tehnične rešitve. Na primer jedrske elektrarne, ki lahko včasih povečajo potisk in specifični impulz. Anatolij Perminov je navedel primer poleta na Mars, na katerega je zdaj treba leteti 1, 5-2 let tja in nazaj. Z uporabo jedrskega pogonskega sistema bi se čas letenja lahko skrajšal na 2-4 mesece.
Ob upoštevanju tega se v Rusiji od leta 2010 izvaja projekt ustvarjanja vesoljskega transportnega in energetskega modula na osnovi jedrske elektrarne razreda megavat, ki nima analogov v svetu. Ustrezni ukaz je podpisal Dmitrij Medvedev. Za izvajanje tega projekta do leta 2018 iz zveznega proračuna, Roscosmosa in Rosatoma je bilo predvidenih 17 milijard rubljev, 7,2 milijarde rubljev od tega zneska je bilo dodeljenih državni korporaciji Rosatom za ustvarjanje reaktorskega objekta (raziskave in Inštitut za projektiranje Dollezhal Energy Technicians), 4 milijarde rubljev - Centru Keldysh za razvoj pogonskega sistema za jedrsko energijo, 5,8 milijard rubljev - RSC Energia, ki naj bi ustvaril transportni in energetski modul. V skladu z novim zveznim vesoljskim programom v letih 2016–2025 za nadaljnje delo na projektu je bilo predvidenih 22 milijard 890 milijonov rubljev.
Vsa ta dela se v Rusiji izvajajo iz nič. Možnost uporabe jedrske energije v vesolju so od sredine petdesetih let obravnavali tako ugledni ruski strokovnjaki, kot so Keldysh, Kurchatov in Korolev. Samo od leta 1970 do 1988 je Sovjetska zveza v vesolje izstrelila več kot 30 izvidniških satelitov, ki so bili opremljeni z jedrskimi elektrarnami z nizko močjo, kot sta Topaz in Buk. Ti sateliti so bili uporabljeni za ustvarjanje sistema za spremljanje vremenskih razmer nad površinskimi cilji po celotnem vodnem območju Svetovnega oceana, pa tudi za izdajo označbe cilja s prenosom na poveljniška mesta ali nosilce orožja - pomorsko vesoljsko izvidovanje in cilj Legend sistem označevanja (1978). Prav tako je bil v obdobju od 1960 do 1980 pri nas razvit in preizkušen jedrski raketni motor na poligonu Semipalatinsk, je poročala agencija TASS.
Jedrski reaktor-pretvornik "Topaz" (zmanjšan model)
Strokovnjaki poudarjajo naslednje prednosti jedrskih pogonskih sistemov:
- Sposobnost letenja na Mars v 1, 5 mesecih in vrnitev nazaj, medtem ko let z običajnimi raketnimi motorji lahko traja do 1,5 leta brez možnosti vrnitve nazaj.
- Nove priložnosti pri preučevanju vesolja blizu Zemlje.
- Sposobnost manevriranja in pospeševanja, v nasprotju z napravami, ki lahko le pospešijo in nato letijo po določeni poti.
- Zmanjšanje stroškov vzdrževanja, ki je doseženo zaradi visokih virov, je možno 10-letno obratovanje.
- Znatno povečanje mase nosilnosti, ki je bila dana v orbito zaradi odsotnosti velikih rezervoarjev za gorivo.
20. julija 2014 je bil prejet patent Ruske federacije pod številko RU2522971 za "Nuklearno pogonsko elektrarno" (NPP), avtor je akademik A. Koroteev. Kasneje, na razstavi "Državno naročilo - ZA pošteno naročanje" 2016 ", je JSC" NIKIET "po imenu Dollezhal predstavil model reaktorske naprave za jedrsko elektrarno razreda megavata. Znano je, da jedrsko elektrarno, ki se razvija pri nas, sestavljajo trije glavni elementi: reaktorska naprava z delovno tekočino in pomožne naprave, na primer turbinski generator-kompresor in toplotni izmenjevalnik-rekuperator; električni raketni pogonski sistem in hladilni radiator (sistem za odvajanje toplote v vesolje). Glede na napredek dela je mogoče opozoriti, da ima Ruska federacija vse možnosti, da prva v orbito izstreli vesoljsko plovilo, ki bo opremljeno z jedrsko elektrarno.
Predvideno je, da bo do leta 2019 ustvarjen model jedrske elektrarne v železu za preskušanje. In prvi leti v vesolje s takšno elektrarno bodo v 2020. Dmitry Makarov, direktor Inštituta za reaktorske materiale (IRM, regija Sverdlovsk), je novinarjem že aprila 2016 povedal, da so prvi letalski preskusi jedrskega vesoljskega pogonskega sistema predvideni za leta 2020. Na vprašanja novinarjev TASS je opozoril, da bo v bližnji prihodnosti v Rusiji nastalo zemeljsko prototipno stojalo te naprave, prvi leti v vesolju pa bodo potekali v 2020. Takšna namestitev razreda megavatov bo omogočila nastanek močnih električnih jedrskih motorjev, ki lahko pospešijo medplanetarna vozila do resnih hitrosti. V okviru tega projekta Rosatom ustvarja srce objekta - jedrski reaktor.
Model reaktorske naprave za jedrsko elektrarno razreda megavata
Po mnenju Makarova je IRM za to napravo uspešno zaključil preskuse toplotno prevodnih elementov (TVEL), v katerih je navedlo, da so bili preskušeni gorivni elementi v polnem obsegu, ki jih nameravajo uporabiti v takšnih reaktorjih. Makarov ne dvomi, da bo na podlagi izkušenj in usposobljenosti inštitutov Roscosmos in Rosatom mogoče ustvariti pogonski sistem za jedrsko energijo, ki bo naši državi omogočil doseganje ne le najbližjih, ampak tudi oddaljenih planetov našega sončnega sistema. Pravzaprav bo razvita platforma, s pomočjo katere bo mogoče izvajati resne raziskovalne programe, namenjene preučevanju globokega vesolja.
Razvoj jedrske elektrarne v Rusiji ima naslednje praktične koristi. Prvič, to je znatno širjenje zmogljivosti Rusije in človeštva na splošno. Vesoljsko plovilo na jedrski pogon bo potovanje ljudi na Mars in druge planete uresničilo.
Drugič, takšne ladje bodo znatno okrepile človeško dejavnost v bližnjem zemeljskem vesolju, kar bo dalo resnično priložnost za začetek kolonizacije Lune (na zemeljskem satelitu že obstajajo projekti za izgradnjo jedrskih elektrarn). »Uporaba jedrskih elektrarn se obravnava za vesoljske sisteme z veliko posadko in ne za majhna vesoljska plovila, ki lahko letijo na drugih vrstah naprav z uporabo ionskih motorjev ali energije sončnega vetra. Na medorbitalnih vlačilcih za večkratno uporabo bo mogoče uporabiti pogonske sisteme za jedrsko energijo. Na primer za premikanje različnih tovorov med nizkimi in visokimi orbitami, za izvajanje letov do asteroidov. Možno bo tudi poslati ekspedicijo na Mars ali ustvariti lunin vlačilec za večkratno uporabo, «pravi profesor Oleg Gorshkov. Takšne ladje lahko spremenijo celotno gospodarstvo raziskovanja vesolja. Kot ugotavljajo strokovnjaki RSC Energia, bo lansirna raketa na jedrski pogon lahko v primerjavi z raketami, opremljenimi z raketnimi motorji na tekoče gorivo, za več kot dvakrat zmanjšala stroške izstrelitve tovora v krožno orbito.
Tretjič, ta razvoj so nove tehnologije in materiali, ki se bodo zagotovo pojavili med izvajanjem projekta. Lahko jih uvedemo v druge veje ruske industrije - strojništvo, metalurgijo itd. To je prebojni projekt, ki lahko, če ga uspešno izvede, da nov zagon ruskemu gospodarstvu.
