Si sta sviluppando uno dei progetti più audaci degli ultimi anni nel campo della tecnologia spaziale, e ci sono buone notizie. Di recente si è saputo del completamento dei lavori sul progetto "Creazione di un modulo di trasporto ed energia basato su una centrale nucleare di classe megawatt". Ora gli scienziati devono svolgere una serie di lavori successivi e il risultato finale sarà l'emergere di un modulo completo adatto all'uso.
Rapporto di lavoro
A fine luglio Roskosmos ha approvato il rapporto 2018, indicando le principali aree di attività e il successo dell'organizzazione. Tra le altre cose, il rapporto cita il progetto "Creazione di un modulo di trasporto ed energia basato su una centrale nucleare di classe megawatt", sviluppato nell'ambito del programma statale "Attività spaziali della Russia per il 2013-2020".
Secondo il rapporto, questo progetto è stato completato l'anno scorso. Come parte di questo lavoro, è stata preparata la documentazione di progettazione, i singoli prodotti sono stati fabbricati e testati. Mentre si parla dei componenti del futuro layout del prototipo a terra del modulo trasporti ed energia (TEM).
Il lavoro sulla creazione di TEM non si ferma qui. Tutte le ulteriori attività saranno svolte nell'ambito del programma spaziale federale esistente. Sfortunatamente, il rapporto Roskosmos non fornisce dettagli tecnici del progetto TEM nella sua forma attuale e non indica nemmeno i tempi del lavoro. Tuttavia, questi dati sono noti da altre fonti.
Storia del problema
Secondo il rapporto Roscosmos, il lavoro su TEM continua e dovrebbe presto entrare in una nuova fase. Ciò significa che i piani per creare un razzo e una tecnologia spaziale fondamentalmente nuovi, approvati quasi 10 anni fa, saranno realizzati nel prossimo futuro.
L'idea di un modulo di trasporto ed energia basato su una centrale nucleare (NPP) nella sua forma attuale è stata proposta nel 2009. Lo sviluppo di questo prodotto doveva essere effettuato dalle imprese di Roscosmos e Rosatom. Il ruolo principale nel progetto è svolto dalla Rocket and Space Corporation Energia e dal Federal State Unitary Enterprise Keldysh Center.
Nel 2010 è partito il progetto, sono iniziati i primi lavori di ricerca e progettazione. A quel tempo, si sosteneva che i componenti principali della centrale nucleare e del TEM sarebbero stati pronti entro la fine del decennio. Il progetto preliminare del TEM è stato preparato nel 2013. Nel 2014 sono iniziati i test dei componenti della centrale nucleare e del motore a ioni ID-500. In futuro, ci sono state numerose segnalazioni di vari lavori e successi. Sono stati costruiti e testati vari elementi di centrali nucleari e TEM, nonché è stata effettuata una ricerca di aree di applicazione di nuove tecnologie.
Durante lo sviluppo del progetto TEM, le immagini che mostrano l'aspetto approssimativo di questo prodotto sono state regolarmente pubblicate in open source. L'ultima volta che tali materiali sono apparsi nel novembre dello scorso anno. È curioso che questa versione dell'aspetto fosse nettamente diversa dalle precedenti, sebbene avesse alcune somiglianze nelle caratteristiche di base.
Caratteristiche tecniche
Il modulo trasporti ed energia è considerato un veicolo polivalente per lavorare nello spazio, sia nelle orbite terrestri che su altre traiettorie. Con il suo aiuto, in futuro, si prevede di lanciare il carico utile in orbita o inviarlo ad altri corpi celesti. Inoltre, TEM può essere utilizzato per la manutenzione di veicoli spaziali o per combattere i detriti spaziali.
TEM riceverà capriate portanti scorrevoli, a causa delle quali verranno fornite le dimensioni necessarie. Nelle fattorie, si propone di montare un'unità di potenza con un'installazione di reattore, un complesso di strumentazione e assemblaggio, strutture di attracco, pannelli solari, ecc. Nella sezione di coda del modulo saranno posizionati i motori a razzo elettrici da crociera e da manovra. Il carico utile verrà trasportato utilizzando dispositivi di attracco.
Il componente principale del TEM è la centrale nucleare di classe megawatt, che è stata sviluppata dal 2009. Il reattore dell'impianto dovrebbe essere caratterizzato da una speciale resistenza ai carichi di temperatura, che è associata a modalità speciali del suo funzionamento. Come refrigerante è stata scelta una miscela di elio-xeno. La potenza termica dell'impianto raggiungerà i 3,8 MW e la potenza elettrica - 1 MW. Per scaricare il calore in eccesso, si propone di utilizzare un frigorifero con radiatore a goccia.
L'elettricità di un impianto nucleare deve essere alimentata a un motore a razzo elettrico. Un promettente motore a ioni ID-500 è in fase di test. Con un'efficienza fino al 75%, dovrebbe mostrare una potenza di 35 kW e una spinta fino a 750 mN. Durante i test del 2017, il prodotto ID-500 ha lavorato presso lo stand per 300 ore con una potenza di 35 kW.
Secondo i dati degli anni precedenti, il TEM in posizione di lavoro avrà una lunghezza superiore a 50-52 m con un diametro (per capriate aperte ed elementi su di esse) superiore a 20 M. La massa è di almeno 20 tonnellate. o diversi veicoli di lancio con successivo assemblaggio. Quindi il carico utile deve attraccare con esso. La vita di progetto, limitata dalla risorsa del reattore, è di 10 anni.
Grandi prospettive
La caratteristica principale di un TEM con una centrale nucleare, che lo distingue fondamentalmente da altre tecnologie missilistiche e spaziali, è l'impulso specifico più alto. L'uso di una centrale elettrica speciale e di un motore a razzo elettrico consente di ottenere i parametri di spinta richiesti con un consumo minimo di combustibile nucleare. Pertanto, TEM, in teoria, è in grado di risolvere problemi inaccessibili ai tradizionali sistemi a razzo alimentati a combustibile chimico.
Grazie a ciò, diventa possibile utilizzare più attivamente il sostenitore e i motori di manovra durante il volo. In particolare, ciò consente l'utilizzo di traiettorie di volo più favorevoli ad altri corpi celesti. La durata di 10 anni consente di utilizzare TEM più volte in diverse missioni, riducendo i costi di organizzazione. In generale, l'emergere di sistemi come il TEM con una centrale nucleare offrirà alla cosmonautica nuove opportunità in tutte le principali sfere di attività.
I motori TEM standard devono utilizzare solo una parte dell'energia elettrica proveniente dai sistemi di generazione. Di conseguenza, rimane un ampio margine di potenza adatto all'uso da parte dell'apparecchiatura bersaglio.
Tuttavia, ci sono anche svantaggi significativi. Prima di tutto, questa è la necessità di sviluppare tutta una serie di nuove tecnologie e la complessità complessiva del progetto. Di conseguenza, la creazione di un TEM richiede molto tempo e finanziamenti adeguati. Pertanto, il progetto Roskosmos è stato sviluppato per circa 10 anni, ma l'applicazione pratica del TEM finito è ancora in un lontano futuro. Il costo totale del progetto è stimato in 17 miliardi di rubli.
L'uso di una centrale nucleare porta a gravi restrizioni in varie fasi. Ad esempio, testare una centrale nucleare finita o un TEM nel suo insieme è possibile solo in orbita, il che ridurrà al minimo i danni da possibili situazioni di emergenza. Lo stesso vale per il funzionamento del modulo trasporti ed energia finito.
Prossimo futuro
Secondo le ultime notizie, è stato completato con successo lo sviluppo del progetto "Creazione di un modulo di trasporto ed energia basato su una centrale nucleare di classe megawatt". Alcuni modelli necessari per il test sono già pronti. Nei prossimi anni, le imprese di Roskosmos e Rosatom dovranno svolgere una serie di importanti lavori con questi e altri prodotti.
Il prototipo di volo del TEM dovrebbe essere costruito nel 2022-23. Successivamente, dovrebbero iniziare vari test, che richiederanno diversi anni. Il lancio completo dell'operazione TEM è previsto nel 2030.
Alla fine di giugno si è saputo della preparazione del sito per il funzionamento del TEM. Tali apparecchiature saranno lanciate dal cosmodromo di Vostochny. Non molto tempo fa è stato indetto un concorso per lo sviluppo e la costruzione di un complesso di mezzi per la preparazione di veicoli spaziali e di un modulo di trasporto ed energia. La documentazione di progettazione per il complesso tecnico dovrebbe essere sviluppata nel 2025-26. La costruzione dovrebbe iniziare nel 2027 e la messa in servizio avverrà nel 2030. Il costo del contratto è di 13,2 miliardi di rubli.
Pertanto, vari lavori sul tema della tecnologia avanzata dei razzi e dello spazio con le centrali nucleari continueranno per tutto il prossimo decennio. Alcune organizzazioni dovranno completare lo sviluppo e testare il modulo trasporti ed energia, mentre altre prepareranno l'infrastruttura per il suo funzionamento. Sulla base dei risultati di tutti questi lavori, nel 2030 l'industria spaziale russa avrà a sua disposizione una tecnologia fondamentalmente nuova con ampie capacità. Tuttavia, la complessità di tutte le fasi di un programma promettente può portare a un cambiamento nel programma.
