در کشور ما ، توسعه واحد انتقال و قدرت TEM با نیروگاه هسته ای کلاس مگاواتی (NPPU) ادامه دارد. ظاهر چنین مدلی ، مناسب برای عملیات ، تأثیر جدی بر توسعه بیشتر فضانوردان داخلی و جهانی خواهد داشت. در همین حال ، TEM در مرحله کار طراحی است و اخیراً مجدداً نمونه ای از چنین محصولی در شکل فعلی به مردم نشان داده شد.
نمایشگاه MAKS-2019
در سالهای اخیر ، مطالب گوناگونی در مورد TEM و نیروگاه های محرکه هسته ای برای آن بارها منتشر شده است. از جمله موارد دیگر ، توسعه دهندگان نقاشی هایی با ظاهر احتمالی چنین نمونه ای نشان دادند. در پایان ماه اوت ، در چارچوب سالن MAKS-2019 ، اولین نمایش طرح جدید TEM ، که منعکس کننده دیدگاه های فعلی در مورد این پروژه بود ، انجام شد. این مدل در غرفه Roscosmos در غرفه KB آرسنال حضور داشت.
نسخه فعلی طراحی TEM تفاوت قابل توجهی با نسخه های قبلی نشان می دهد ، اما ویژگی های خاصی را حفظ می کند. به طور خاص ، مفاد کلی مجموعه واحدها و رویکردهای طراحی حفظ شده است. در عین حال ، تعدادی تفاوت مشخصه وجود دارد.
بزرگترین عنصر ماژول ورقه ورقه یک خرپای چهار قسمتی تلسکوپی با سطح مقطع دایره ای است که اساس مونتاژ واحدها است. سر آن مجهز به خرپای مخروطی شکل و محفظه بسته است. در طرفین خرپا شش پنل خنک کننده قرار دارد. بخش دم TEM به شکل یک بدن مستطیلی بسته ساخته شده است. خرپای اصلی روی آن در جلو ثابت شده است ، صفحات خورشیدی در طرفین قرار دارند. بدنه دارای نوع جدیدی از موتور موشک و واحدهای دیگر است.
جدید و قدیمی
پیش از این ، در نشریاتی با موضوع TEM و نیروگاه های محرکه هسته ای ، تصاویری با تجهیزات ظاهری متفاوت ظاهر شد. با توجه به یکی از نسخه های بعدی پروژه ، ماژول حمل و نقل انرژی باید بر اساس یک خرپای کشویی طولی با سطح مقطع مربعی و کشیدگی زیاد باشد که راه اندازی محصول را در مدار تسهیل می کند. محفظه ای با راکتور در قسمت سر آن ، موتور موشک برقی و سایر سیستم ها بر روی تکیه گاههای قابل نصب در قسمت دم قرار داده شده است. برنامه ریزی شده بود که تجهیزات خنک کننده را در امتداد خرپای نگهدارنده قرار دهیم.
طرح KB "Arsenal" دارای تعدادی ویژگی است و با تصاویر قدیمی متفاوت است. اول از همه ، با طراحی خرپای اصلی و چیدمان واحدها متمایز می شود. نسخه جدید TEM با خرپای باربری عظیم تر با طراحی متفاوت مشخص می شود. او همچنین شکاف های دم X شکل خود را از دست داد ، در پرواز مستقر شد و برخی از سازها را حمل کرد.
طراحی چیدمان امکان تغییر در طرح را می دهد. شاید در حال حاضر بدنه بزرگ دم نه تنها شامل یک موتور موشک الکتریکی بلکه یک راکتور هسته ای با سیستم های همراه است. در این حالت ، از بدنه کوچکتر سر می توان برای قرار دادن سیستم های کنترل یا سایر تجهیزات استفاده کرد.
نمودارهای مختلف پیکربندی های مختلف سیستم خنک کننده را نشان می دادند. همین امر در مورد طرح جدید نیز صدق می کند. این بار ، برای تابش گرمای اضافی به فضا ، پیشنهاد می شود از شش تابشگر ساطع کننده نصب شده در امتداد خرپا به شکل سه "صفحه" موازی استفاده شود. پیش از این ، پیکربندی های خنک کننده دیگر ، از جمله. سنگدانه های یک منطقه بزرگتر ، تقریباً تمام طول خرپای بلبرینگ را اشغال کرده است.
در نوامبر سال گذشته ، استودیوی تلویزیونی Roskosmos ویدئویی را منتشر کرد که ظاهر احتمالی TEM آینده با نیروگاه هسته ای را نشان می داد. این نسخه از ماژول به طور جدی با نسخه های قبلی متفاوت بود. با حفظ معماری خطی بر اساس خرپای کشویی ، چنین TEM باید واحدهای دم به شکل یک استوانه باز داشته باشد. در این شکل نیروگاه ، سرمایش و … باید انجام می شد.
به راحتی می توان دید که طرح فعلی TEM نیز با نسخه "سال گذشته" ظاهر متفاوت است. در عین حال ، از نظر ظاهر و طراحی ، به نسخه های قبلی پروژه بسیار نزدیکتر است.
چالش های فنی
پروژه TEM با بالاترین پیچیدگی فنی متمایز می شود و برای اجرای موفق آن حل بسیاری از مشکلات ویژه ضروری است. برای ایجاد چنین ماژولی ، به طرح های جدید اجزاء و مجموعه ها ، فناوری ها و مواد جدید با ویژگی های خاص نیاز است. نیاز به حل همه این مشکلات منجر به این واقعیت شده است که توسعه نیروگاه هسته ای و TEM توسط تعدادی از شرکتهای Roscosmos و Rosatom انجام می شود.
در زمان های مختلف ، مواد منتشر شده حاوی نسخه های متفاوتی از TEM بودند و دلیل این امر را می توان دقیقاً پیچیدگی کلی پروژه دانست. موفقیت در یافتن راه حل برای مشکلات خاص منجر به تغییرات متناظر در ظاهر کلی ماژول شد. بر این اساس ، آخرین طرح TEM از KB "Arsenal" دیدگاه های فعلی در مورد پروژه را نشان می دهد.
بر اساس داده های شناخته شده ، یک راکتور هسته ای سریع نوترونی با گاز سرد به عنوان پایه نیروگاه هسته ای انتخاب شد. در اولین مدار سیستم خنک کننده از مخلوط هلیوم زنون استفاده می شود. سوخت با درجه افزایش غنی سازی در هسته قرار می گیرد. دمای هسته به 1500 درجه سانتیگراد می رسد. برنامه ریزی شده است تا بالاترین منبع طراحی را فراهم کند ، که به TEM اجازه می دهد 10-12 سال کار کند.
نیروگاه های هسته ای از این دست و با چنین ویژگی هایی هنوز ایجاد و راه اندازی نشده اند. برای ساخت چنین سازه ای ، مصالح با مقاومت بالا در برابر تنش های حرارتی و مکانیکی مورد نیاز است. همچنین لازم است که خود طرح را طوری طراحی کنید که با قدرت مورد نیاز ، ابعاد و وزن قابل قبولی داشته باشد.
مشکلاتی در زمینه سیستم های خنک کننده وجود دارد. نیروگاه هسته ای کلاس مگاواتی باید حجم قابل توجهی از انرژی حرارتی را در فضا پخش کند. رادیاتورهای مدرن برای فناوری فضایی هنوز نمی توانند دارای چنین ویژگی هایی باشند. بنابراین ، سیستم خنک کننده ISS تقریباً به فضا می افتد. 70 کیلووات انرژی حرارتی چندین برابر کمتر از نیاز مورد نیاز نیروگاه هسته ای و TEM است.
انواع مختلفی از کولرها برای TEM در حال کار است که در شکل ها و در هنگام مونتاژ مدل ها منعکس می شود. ظاهراً مجموعه ای از رادیاتورهای مسطح روی طرح آرسنال در حال حاضر سودآورترین طرح با ویژگی های مطلوب محسوب می شود. با این حال ، بسیار محتمل است که این سیستم نسخه نهایی نباشد.
با وجود همه مشکلات ، موفقیت های چشمگیری در پروژه TEM به دست آمده است. بنابراین ، چندین سال پیش ، آزمایشات روی موتور موشک الکتریکی ID-500 ، که مخصوص نیروگاه هسته ای آینده ایجاد شده بود ، آغاز شد. در سال 2017 ، چنین محصولی 300 ساعت در غرفه کار کرد و قدرت 35 کیلو وات را نشان داد.
مونتاژ و آزمایش اجزای جداگانه نیروگاه هسته ای و TEM به طور منظم انجام می شود. به عنوان مثال ، نمونه اولیه سیستم خنک کننده قطره ای سال گذشته آزمایش شد. سایر اجزای راکتور ، سیستم های کمکی و به طور کلی ماژول حمل و نقل و قدرت در حال آزمایش هستند.
حمل و نقل آینده دور
هدف پروژه های فعلی نیروگاه هسته ای و TEM ایجاد مجموعه امیدوار کننده ای است که قادر به حل مشکلات جدید در فضا است. ماژول حمل و نقل و نیرو با راکتور و موتور موشک برقی مزایای مهمی نسبت به سیستم های موشکی با طرح های سنتی خواهد داشت و سازماندهی موفق ماموریت های جدید را ممکن می سازد.
حوزه اصلی کاربرد TEM پروازها به سایر اجرام آسمانی در نظر گرفته می شود. NPP بالاترین بازده سوخت را نشان می دهد و دارای یک ضربه خاص منحصر به فرد است که پروازها را به ماه یا مریخ ساده می کند. همچنین افزایش بار در مقایسه با سیستم های موشکی و فضایی کنونی امکان پذیر می شود. یکی از ویژگیهای مهم TEM ، توانایی تأمین نیروی بار با استفاده از وسایل استاندارد ماژول است.
با این حال ، دستیابی به چنین نتایجی تنها در آینده ای دور امکان پذیر است. طبق برنامه های فعلی ، آزمایش های پرواز TEM با پیکربندی کامل زودتر از پایان دهه بیست آغاز می شود. شروع عملیات و مشارکت ماژول در کار واقعی فقط در اوایل دهه سی امکان پذیر است.
کار TEM چندین سال دیگر ادامه خواهد یافت و در این مدت پروژه ممکن است تغییرات قابل توجهی را تجربه کند. در این راستا ، می توان فرض کرد که طرح ماژول MAKS-2019 به زودی منعکس کننده ظاهر واقعی محصول در حال تولید نخواهد بود. با این حال ، تغییر دیدگاه در مورد ساختار و عناصر آن منجر به ظهور مواد نمایشی جدید می شود - در نمایشگاههای بعدی.
