یکی از جسورانه ترین پروژه های سالهای اخیر در زمینه فناوری فضایی در حال توسعه است و دلایلی برای خبرهای خوب وجود دارد. اخیراً در مورد اتمام کار روی پروژه "ایجاد یک واحد حمل و نقل و انرژی بر اساس نیروگاه هسته ای کلاس مگاوات" شناخته شد. اکنون دانشمندان باید تعدادی از کارهای بعدی را انجام دهند و نتیجه نهایی ظهور یک ماژول کامل مناسب برای استفاده خواهد بود.
گزارش کار
در پایان ماه جولای ، Roskosmos گزارش سال 2018 را که زمینه های اصلی فعالیت و موفقیت های سازمان را نشان می دهد ، تصویب کرد. از جمله موارد دیگر ، این گزارش به پروژه "ایجاد یک واحد حمل و نقل و انرژی بر اساس نیروگاه هسته ای کلاس مگاوات" اشاره می کند ، که در چارچوب برنامه دولتی "فعالیتهای فضایی روسیه برای 2013-2020" توسعه یافته است.
بر اساس این گزارش ، این پروژه سال گذشته به پایان رسید. به عنوان بخشی از این کار ، اسناد طراحی تهیه شد ، محصولات جداگانه تولید و آزمایش شدند. در حالی که ما در مورد اجزای طرح آینده نمونه اولیه زمین حمل و نقل و انرژی (TEM) صحبت می کنیم.
کار بر روی ایجاد TEM به همین جا ختم نمی شود. تمام فعالیتهای بعدی در چارچوب برنامه فضایی فدرال موجود انجام می شود. متأسفانه ، گزارش Roscosmos جزئیات فنی پروژه TEM را در شکل فعلی ارائه نمی دهد و همچنین زمان انجام کار را نشان نمی دهد. با این حال ، این داده ها از منابع دیگر شناخته شده است.
تاریخچه موضوع
بر اساس گزارش Roscosmos ، کار بر روی TEM ادامه دارد و به زودی باید وارد مرحله جدیدی شود. این بدان معناست که برنامه های ایجاد یک فناوری جدید موشکی و فضایی که تقریباً 10 سال پیش تأیید شده است ، در آینده قابل پیش بینی محقق می شود.
ایده یک ماژول حمل و نقل و انرژی بر اساس نیروگاه هسته ای (NPP) در شکل فعلی آن در سال 2009 ارائه شد. توسعه این محصول قرار بود توسط شرکت های Roscosmos و Rosatom انجام شود. نقش اصلی در این پروژه توسط Rocket and Space Corporation Energia و مرکز فدرال ایالتی فدراسیون Enterprise Keldysh انجام می شود.
در سال 2010 ، پروژه شروع شد ، اولین کار تحقیق و طراحی آغاز شد. در آن زمان ، استدلال می شد که اجزای اصلی نیروگاه هسته ای و TEM تا پایان دهه آماده خواهد بود. طراحی اولیه TEM در سال 2013 آماده شد. در سال 2014 ، آزمایش اجزای نیروگاه هسته ای و موتور یونی ID-500 آغاز شد. در آینده ، گزارش های متعددی از آثار و موفقیت های مختلف وجود داشت. عناصر مختلف نیروگاه هسته ای و TEM ساخته و آزمایش شده و همچنین جستجو برای زمینه های کاربرد فناوری جدید انجام شد.
با توسعه پروژه TEM ، تصاویری که ظاهر تقریبی این محصول را نشان می دهد به طور مرتب در منابع باز منتشر می شد. آخرین باری که چنین موادی در نوامبر سال گذشته ظاهر شد. کنجکاو است که این نسخه از ظاهر به طور قابل توجهی متفاوت از نسخه های قبلی بود ، اگرچه در ویژگی های اصلی شباهت زیادی داشت.
ویژگی های فنی
ماژول حمل و نقل و انرژی به عنوان وسیله ای چند منظوره برای کار در فضا ، چه در مدار زمین و چه در سایر خطوط در نظر گرفته می شود. با کمک آن ، در آینده ، برنامه ریزی شده است که محموله بار را به مدار بفرستد یا به سایر اجرام آسمانی ارسال کند.همچنین ، TEM را می توان برای سرویس دهی به فضاپیماها یا در مبارزه با زباله های فضایی استفاده کرد.
TEM خرپاهای کشویی باربری را دریافت می کند ، به همین دلیل ابعاد لازم ارائه می شود. در مزارع پیشنهاد می شود که یک واحد قدرت با یک راکتور ، یک مجموعه ابزار و مونتاژ ، تاسیسات اتصال ، پنل های خورشیدی و غیره نصب شود. در قسمت دم ماژول ، موتورهای موشک برقی کروز و شنتینگ قرار خواهند گرفت. محموله با استفاده از دستگاه های اتصال بار منتقل می شود.
م componentلفه اصلی TEM نیروگاه هسته ای کلاس مگاواتی است که از سال 2009 توسعه یافته است. راکتور تاسیسات باید با مقاومت ویژه در برابر بارهای دما ، که با حالتهای خاص عملکرد آن مرتبط است ، متمایز شود. مخلوط هلیوم زنون به عنوان مایع خنک کننده انتخاب شد. قدرت حرارتی تاسیسات به 3.8 مگاوات و قدرت الکتریکی - 1 مگاوات خواهد رسید. برای تخلیه گرمای اضافی ، پیشنهاد می شود از یخچال شوفاژ قطره ای استفاده کنید.
برق حاصل از تأسیسات هسته ای باید به موتور موشک برقی تأمین شود. یک موتور یونی امیدوار کننده ID-500 در مرحله آزمایش است. با راندمان تا 75 ، باید قدرت 35 کیلو وات و نیروی محرکه تا 750 mN را نشان دهد. طی آزمایشات در سال 2017 ، محصول ID-500 به مدت 300 ساعت در غرفه با توان 35 کیلو وات کار کرد.
بر اساس داده های سالهای گذشته ، TEM در موقعیت کاری دارای طول بیش از 50-52 متر با قطر (برای خرپاهای باز و عناصر روی آنها) بیش از 20 متر است. جرم حداقل 20 تن است. یا چندین وسیله پرتاب با مونتاژ بعدی. سپس محموله بار باید با آن متصل شود. عمر مفید طراحی ، محدود به عمر مفید راکتور ، 10 سال است.
چشم اندازهای عالی
ویژگی اصلی TEM با نیروگاه هسته ای ، که اساساً آن را از سایر فناوری های موشکی و فضایی متمایز می کند ، بالاترین انگیزه خاص است. استفاده از نیروگاه ویژه و موتور موشک الکتریکی امکان دستیابی به پارامترهای رانش مورد نیاز را با حداقل مصرف سوخت هسته ای ممکن می سازد. بنابراین ، TEM ، از لحاظ تئوری ، قادر به حل مشکلاتی است که برای سیستم های موشکی سنتی که از سوخت شیمیایی استفاده می کنند ، غیرقابل دسترسی است.
با تشکر از این ، می توان به طور فعال تری از موتورهای نگهدارنده و تغییر دهنده در طول پرواز استفاده کرد. به طور خاص ، این اجازه می دهد تا از مسیرهای مطلوب پرواز به سایر اجرام آسمانی استفاده کنید. عمر مفید 10 ساله به TEM اجازه می دهد چندین بار در ماموریت های مختلف استفاده شود و هزینه سازماندهی آنها را کاهش می دهد. به طور کلی ، ظهور سیستم هایی مانند TEM با نیروگاه هسته ای به فضانوردی فرصت های جدیدی را در همه زمینه های اصلی فعالیت می دهد.
موتورهای استاندارد TEM باید تنها بخشی از برق تولیدی سیستم ها را استفاده کنند. بر این اساس ، حاشیه بزرگی برای استفاده مناسب از تجهیزات مورد نظر باقی می ماند.
با این حال ، معایب قابل توجهی نیز وجود دارد. اول از همه ، نیاز به توسعه طیف وسیعی از فناوری های جدید و پیچیدگی کلی پروژه است. در نتیجه ، ایجاد TEM به زمان و بودجه مناسب نیاز دارد. بنابراین ، پروژه Roscosmos حدود 10 سال است که توسعه یافته است ، اما کاربرد عملی TEM به پایان رسیده هنوز در آینده ای دور است. هزینه کل پروژه 17 میلیارد روبل برآورد شده است.
استفاده از نیروگاه هسته ای منجر به محدودیت های جدی در مراحل مختلف می شود. به عنوان مثال ، آزمایش یک نیروگاه اتمی تمام شده یا TEM به طور کلی فقط در مدارها امکان پذیر است ، که آسیب ناشی از شرایط اضطراری احتمالی را به حداقل می رساند. همین امر در مورد عملکرد یک ماژول حمل و نقل و انرژی آماده نیز صدق می کند.
آینده نزدیک
بر اساس آخرین اخبار ، توسعه پروژه "ایجاد یک واحد حمل و نقل و انرژی بر اساس نیروگاه هسته ای کلاس مگاواتی" با موفقیت به پایان رسید. برخی از ماکت های مورد نیاز برای آزمایش در حال حاضر آماده هستند.در سالهای آتی ، شرکتهای Roskosmos و Rosatom باید تعدادی از کارهای مهم را با این محصولات و سایر محصولات انجام دهند.
نمونه اولیه پرواز TEM برنامه ریزی شده است تا در سالهای 2022-23 ساخته شود. پس از آن ، آزمایش های مختلف باید شروع شود که چندین سال به طول می انجامد. راه اندازی کامل عملیات TEM در سال 2030 پیش بینی می شود.
در پایان ماه ژوئن ، آمادگی سایت برای عملکرد TEM مشخص شد. چنین تجهیزاتی از کیهان ساز Vostochny راه اندازی می شود. چندی پیش ، مسابقه ای برای توسعه و ساخت مجموعه ای از تجهیزات برای آماده سازی فضاپیماها و یک ماژول حمل و نقل و انرژی اعلام شد. مستندات طراحی مجتمع فنی باید در سالهای 2025-26 توسعه یابد. برنامه ریزی شده است که ساخت و ساز در سال 2027 آغاز شود و راه اندازی آن در سال 2030 انجام شود. هزینه قرارداد 13.2 میلیارد روبل است.
بنابراین ، کارهای مختلف در زمینه فناوری پیشرفته موشکی و فضایی با نیروگاه های هسته ای در دهه آینده ادامه خواهد یافت. برخی از سازمان ها باید توسعه را تکمیل کرده و ماژول حمل و نقل و انرژی را آزمایش کنند ، در حالی که برخی دیگر زیرساخت ها را برای عملکرد آن آماده می کنند. بر اساس نتایج همه این کارها ، در سال 2030 صنعت فضایی روسیه یک فناوری اساساً جدید با قابلیت های گسترده در اختیار خواهد داشت. با این حال ، پیچیدگی همه مراحل یک برنامه امیدوار کننده ممکن است منجر به تغییر برنامه شود.
