یکی از بلند پروازانه ترین پروژه های اتحاد جماهیر شوروی و روسیه در زمینه اکتشافات فضایی نزدیک به اتمام است و در مرحله اجرای فوری عملی قرار می گیرد. ما در مورد ایجاد نیروگاه هسته ای کلاس مگاواتی صحبت می کنیم. ایجاد و آزمایش چنین موتوری می تواند به طور قابل توجهی وضعیت امور را در فضای نزدیک زمین تغییر دهد.
نیروگاه هسته ای کلاس مگاواتی (NPPU) پروژه مشترک گروهی از شرکت های روسی است که بخشی از Roscosmos و Rosatom هستند. هدف این پروژه توسعه نیروگاه هسته ای کلاس مگاواتی است. این هواپیما به طور خاص برای تجهیز یک فضاپیمای جدید با نام کار TEM (واحد حمل و نقل و انرژی) طراحی شده است. مجری اصلی کار بر روی پروژه ایجاد نیروگاه هسته ای "مرکز تحقیقات واحد دولتی فدرال" به نام M. V. Keldysh "(مسکو) است. هدف از این پروژه بلندپروازانه این است که روسیه را در ایجاد مجتمع های انرژی برای اهداف فضایی به موقعیت پیشرو ، که بسیار کارآمد بوده و قادر به حل طیف وسیعی از وظایف در فضا است ، برساند. به عنوان مثال ، کاوش در ماه ، و همچنین سیارات دور منظومه شمسی ، از جمله ایجاد پایگاه های خودکار بر روی آنها.
در حال حاضر ، پروازهای فضایی در فضای نزدیک زمین روی موشک هایی انجام می شود که به دلیل احتراق سوخت موشک مایع یا جامد در موتورهای آنها به حرکت در می آیند. سوخت مایع موشک به اکسید کننده و سوخت تقسیم می شود. این اجزا در مخازن مختلف موشک در حالت مایع قرار دارند. مخلوط کردن اجزاء قبلاً در محفظه احتراق ، معمولاً با استفاده از انژکتورها صورت می گیرد. فشار به دلیل کار سیستم جابجایی یا توربو پمپ ایجاد می شود. علاوه بر این ، اجزای پیشرانه برای خنک کردن نازل موتور موشک استفاده می شود. سوخت جامد موشک نیز به سوخت و اکسید کننده تقسیم می شود ، اما آنها به صورت مخلوطی از مواد جامد هستند.
طی دهه های گذشته ، فناوری استفاده از این نوع سوخت موشک در بسیاری از کشورها تا کوچکترین جزئیات کامل شده است. در عین حال ، خود دانشمندان موشک اعتراف می کنند که توسعه بیشتر چنین فناوری هایی مشکل ساز است. رئیس سابق آژانس فضایی فدرال روسیه آناتولی پرمینوف خاطرنشان کرد: "به طور کلی ، همه چیز از موتورهای موشکی موجود خارج شده است ، چه مایع و چه جامد. به نظر می رسد تلاش برای افزایش نیروی محرکه و انگیزه خاص آنها بسیار ناامید کننده است. " در این زمینه ، راه حل های فنی دیگر مورد توجه است. به عنوان مثال ، نیروگاه های هسته ای ، که می توانند در مواقع افزایش نیروی محرکه و انگیزه خاصی را ایجاد کنند. آناتولی پرمینوف نمونه ای از پرواز به مریخ را ارائه داد ، که در حال حاضر لازم است 1 ، 5-2 سال در آنجا و به عقب پرواز کنید. با استفاده از یک پیشرانه هسته ای ، زمان پرواز را می توان به 2-4 ماه کاهش داد.
با در نظر گرفتن این نکته ، در روسیه ، از سال 2010 ، پروژه ای برای ایجاد یک ماژول حمل و نقل فضایی و نیرو بر اساس نیروگاه هسته ای کلاس مگاواتی اجرا می شود که مشابه آن در جهان وجود ندارد. فرمان مربوطه توسط دیمیتری مدودف امضا شد.برای اجرای این پروژه تا سال 2018 از بودجه فدرال ، Roscosmos و Rosatom ، برنامه ریزی شده بود که 17 میلیارد روبل اختصاص داده شود ، 7 ، 2 میلیارد روبل از این مبلغ به شرکت دولتی Rosatom برای ایجاد تأسیسات رآکتور اختصاص داده شد (تحقیقات و موسسه طراحی Dollezhal Energy Technicians) ، 4 میلیارد روبل - به مرکز Keldysh برای توسعه سیستم پیشران نیروی هسته ای ، 5.8 میلیارد روبل - به RSC Energia ، که قرار بود یک واحد حمل و نقل و انرژی ایجاد کند. مطابق برنامه فضایی جدید فدرال در سالهای 2016-2025 برای کارهای بیشتر در این پروژه ، پیش بینی شده بود که 22 میلیارد و 890 میلیون روبل دیگر اختصاص داده شود.
همه این کارها در روسیه از ابتدا انجام می شود. امکان استفاده از انرژی هسته ای در فضا از اواسط دهه 1950 توسط متخصصان برجسته روسی مانند کلدیش ، کورچاتف و کورولف مورد توجه قرار گرفته است. تنها از سال 1970 تا 1988 ، اتحاد جماهیر شوروی بیش از 30 ماهواره شناسایی به فضا فرستاد که مجهز به نیروگاه های هسته ای کم قدرت مانند توپاز و بوک بودند. این ماهواره ها برای ایجاد یک سیستم نظارتی در تمام آب و هوا برای اهداف سطحی در کل منطقه آبی اقیانوس جهانی و همچنین تعیین هدف با ارسال به پست های فرماندهی یا حامل های سلاح - شناسایی و هدف فضایی دریایی Legend مورد استفاده قرار گرفت. سیستم تعیین (1978). همچنین ، در بازه زمانی 1960 تا 1980 ، یک موتور موشک هسته ای در کشور ما در محل آزمایش سمیپالاتینسک توسعه و آزمایش شد.
مبدل راکتور هسته ای "توپاز" (مدل کاهش یافته)
کارشناسان مزایای زیر را برای سیستم های محرک نیروی هسته ای برجسته می کنند:
- توانایی پرواز به مریخ در عرض 1 ، 5 ماه و بازگشت به عقب ، در حالی که پرواز با استفاده از موتورهای موشکی معمولی می تواند تا 1.5 سال طول بکشد بدون امکان بازگشت.
- فرصت های جدید در مطالعه فضای نزدیک زمین.
- توانایی مانور و شتاب ، بر خلاف تاسیساتی که فقط می توانند در یک مسیر مشخص سرعت بخشیده و سپس پرواز کنند.
- کاهش هزینه های تعمیر و نگهداری ، که با توجه به منابع بالا حاصل می شود ، عملکرد 10 ساله امکان پذیر است.
- افزایش قابل ملاحظه جرم بار در مدار به دلیل عدم وجود مخازن سوخت بزرگ.
در 20 ژوئیه 2014 ، ثبت اختراع فدراسیون روسیه با شماره RU2522971 برای "نیروگاه پیشران هسته ای" (NPP) دریافت شد ، نویسنده آکادمیک A. Koroteev است. بعداً ، در نمایشگاه "سفارش دولتی - برای خرید عادلانه 2016 "، JSC" NIKIET "به نام Dollezhal یک مدل راکتور برای نیروگاه هسته ای کلاس مگاواتی ارائه کرد. شناخته شده است که نیروگاه هسته ای در حال توسعه در کشور ما شامل سه عنصر اصلی است: یک نیروگاه راکتور با سیال کار و دستگاه های کمکی ، مانند توربین ژنراتور-کمپرسور و مبدل حرارتی-بازیابی. یک پیشرانه موشک برقی و یخچال شوفاژ (سیستمی برای تخلیه گرما به فضا). با توجه به پیشرفت کار ، می توان خاطرنشان کرد که فدراسیون روسیه از هر شانس برخوردار است که اولین سفینه فضایی را به مدار بفرستد که مجهز به نیروگاه هسته ای است.
برنامه ریزی شده است که یک مدل نیروگاه هسته ای در آهن برای آزمایش تا سال 2019 ایجاد شود. و اولین پروازها به فضا با استفاده از چنین نیروگاهی در دهه 2020 انجام می شود. دیمیتری ماکاروف ، مدیر موسسه مواد راکتور (IRM ، منطقه Sverdlovsk) ، در آوریل 2016 به خبرنگاران گفت که اولین آزمایش های پرواز سیستم پیشران فضایی هسته ای برای دهه 2020 برنامه ریزی شده بود. وی در پاسخ به سوالات روزنامه نگاران TASS ، خاطرنشان کرد که در آینده نزدیک یک نمونه اولیه زمینی از این دستگاه در روسیه ایجاد می شود و اولین آزمایش های پرواز در فضا در دهه 2020 انجام می شود. چنین نصب کلاس مگاواتی امکان تشکیل موتورهای هسته ای قدرتمند الکتریکی را فراهم می کند که می توانند وسایل نقلیه بین سیاره ای را به سرعت های جدی تسریع کنند. به عنوان بخشی از این پروژه ، Rosatom در حال ایجاد قلب تاسیسات است - یک راکتور هسته ای.
مدل یک راکتور برای نیروگاه هسته ای کلاس مگاواتی
به گفته ماکاروف ، IRM آزمایش عناصر رسانای گرما (TVEL) را برای این نصب با موفقیت به پایان رساند و مشخص کرد که عناصر سوخت در مقیاس کامل مورد آزمایش قرار گرفته اند که برای استفاده در چنین راکتورهایی برنامه ریزی شده است. ماکاروف شکی ندارد که بر اساس تجربه و شایستگی مutesسسات Roscosmos و Rosatom ، می توان یک سیستم پیشران نیروی هسته ای ایجاد کرد که به کشور ما اجازه می دهد نه تنها به نزدیکترین ، بلکه به سیارات دور منظومه شمسی برسد. در حقیقت ، بستری ایجاد می شود که به کمک آن می توان برنامه های تحقیقاتی جدی را با هدف مطالعه در اعماق فضا اجرا کرد.
توسعه نیروگاه هسته ای در روسیه دارای مزایای عملی زیر است. اولا ، این توسعه قابل توجهی از قابلیت های روسیه و بشر به طور کلی است. سفینه فضایی با نیروی هسته ای سفر انسان به مریخ و دیگر سیارات را به واقعیت تبدیل می کند.
ثانیاً ، چنین کشتی هایی به طور قابل توجهی فعالیت انسان را در فضای نزدیک به زمین افزایش می دهند و فرصتی واقعی برای شروع استعمار بر ماه ایجاد می کنند (در حال حاضر پروژه هایی برای ساخت نیروگاه های هسته ای در ماهواره زمین وجود دارد). "استفاده از نیروگاه های هسته ای برای سیستم های فضایی بزرگ با سرنشین در نظر گرفته شده است و نه برای فضاپیماهای کوچک که می توانند با استفاده از موتورهای یونی یا انرژی باد خورشیدی بر روی انواع دیگر تاسیسات پرواز کنند. امکان استفاده از سیستم های محرک نیروی هسته ای در کشش های بین مداری قابل استفاده مجدد وجود خواهد داشت. برای مثال ، جابجایی محموله های مختلف بین مدارهای کم و زیاد ، انجام پروازها به سمت سیارک ها. همچنین پروفسور اعزامی به مریخ یا ایجاد کشش مجدد قمری امکان پذیر است. " چنین کشتی هایی قادرند کل اقتصاد اکتشافات فضایی را تغییر دهند. همانطور که متخصصان RSC Energia خاطرنشان می کنند ، یک موشک پرتاب کننده هسته ای قادر خواهد بود هزینه پرتاب محموله به مدار دور خورشید را بیش از دو برابر در مقایسه با موشک های مجهز به موتورهای موشک با سوخت مایع کاهش دهد.
ثالثاً ، این توسعه فناوری ها و مواد جدیدی است که مطمئناً در حین اجرای پروژه ظاهر می شود. آنها را می توان به سایر شاخه های صنعت روسیه - مهندسی مکانیک ، متالورژی و غیره معرفی کرد. این یک پروژه موفقیت آمیز است که اگر با موفقیت اجرا شود ، می تواند انگیزه جدیدی به اقتصاد روسیه بدهد.
