U našoj zemlji nastavlja se razvoj transportnog i energetskog modula TEM s nuklearnom elektranom klase megavata (NPPU). Pojava takvog modela, prikladnog za rad, imat će ozbiljan utjecaj na daljnji razvoj domaće i svjetske astronautike. U međuvremenu je TEM u fazi projektiranja, a nedavno je javnosti ponovno prikazan model takvog proizvoda u sadašnjem obliku.
Izložba MAKS-2019
Posljednjih godina više je materijala o TEM i nuklearnim pogonskim sustavima za njega više puta objavljivano. Između ostalog, programeri su pokazali crteže s mogućim izgledom takvog uzorka. Krajem kolovoza, u okviru salona MAKS-2019, održana je prva demonstracija novog izgleda TEM-a, koja odražava trenutne poglede na ovaj projekt. Model je bio prisutan u paviljonu Roscosmos na štandu Arsenala KB.
Trenutna verzija dizajna TEM -a značajno se razlikuje od prethodno pokazanih verzija, ali zadržava određene značajke. Osobito su sačuvane opće odredbe o sastavljanju jedinica i pristupi projektiranju. Istodobno, postoji niz karakterističnih razlika.
Najveći element modula za matičnu ploču je teleskopska rešetka s četiri presjeka kružnog presjeka, koja je osnova za sastavljanje jedinica. Glava mu je opremljena stožastom rešetkom i zatvorenim pretincem. Na bočnim stranama rešetke nalazi se šest ploča za hlađenje. Repni dio TEM -a izrađen je u obliku zatvorenog pravokutnog tijela. Glavna rešetka je pričvršćena na nju sprijeda, solarne ploče su sa strane. U trupu se nalazi nova vrsta raketnih motora i drugih jedinica.
Novi i stari
Ranije su se u publikacijama na temu pogonskih sustava TEM i nuklearne energije pojavljivale slike s opremom drugačijeg izgleda. Prema jednoj od kasnijih verzija projekta, transportno-energetski modul trebao bi se temeljiti na uzdužnoj kliznoj rešetki kvadratnog presjeka i velikog produljenja, što olakšava lansiranje proizvoda u orbitu. U odjeljak glave smješten je odjeljak s reaktorom, električni raketni motor i drugi sustavi postavljeni na nosivim nosačima u repnom dijelu. Planirano je postavljanje rashladne opreme uz noseću rešetku.
Izgled iz KB "Arsenal" ima niz karakterističnih značajki i razlikuje se od starijih slika. Prije svega, odlikuje se dizajnom glavne rešetke i rasporedom jedinica. Novu verziju TEM-a karakterizira masivnija nosiva rešetka drugačijeg dizajna. Izgubio je i repne nosače u obliku slova X, raspoređene u letu i noseći neke od instrumenata.
Dizajn izgleda omogućuje promjenu izgleda. Možda sada veliko repno tijelo ne sadrži samo električni raketni motor, već i nuklearni reaktor s popratnim sustavima. U tom slučaju, manje tijelo glave može se koristiti za smještaj upravljačkih sustava ili druge opreme.
Različiti dijagrami prethodno su prikazivali različite konfiguracije sustava hlađenja. Isto vrijedi i za novi izgled. Ovaj put, za zračenje viška topline u prostor, predlaže se korištenje šest ploča-emitera postavljenih uz rešetku u obliku tri paralelne "ravnine". Ranije su se nudile druge konfiguracije hladnjaka, uklj. agregati veće površine, koji zauzimaju gotovo cijelu duljinu noseće rešetke.
U studenom prošle godine televizijski studio Roskosmos objavio je video zapis koji prikazuje moguću pojavu budućeg TEM -a s nuklearnom elektranom. Ova verzija modula bila je ozbiljno drugačija od onih prikazanih ranije. Zadržavajući linearnu arhitekturu temeljenu na kliznoj rešetki, takav TEM morao je imati repne jedinice izrađene u obliku otvorenog cilindra. U ovom obliku trebalo je izvesti elektranu, hlađenje itd.
Lako je vidjeti da se trenutni izgled TEM -a također razlikuje od "prošlogodišnje" verzije izgleda. Istodobno, po izgledu i dizajnu, mnogo je bliže ranijim verzijama projekta.
Tehnički izazovi
TEM projekt odlikuje najveća tehnička složenost, a za njegovu uspješnu provedbu potrebno je riješiti puno posebnih problema. Za izradu takvog modula potrebni su novi dizajni komponenti i sklopova, nove tehnologije i materijali s posebnim karakteristikama. Potreba za rješavanjem svih ovih problema dovela je do činjenice da razvoj nuklearne elektrane i TEM -a provode brojna poduzeća iz Roscosmosa i Rosatoma.
U različito vrijeme objavljeni materijali sadržavali su različite verzije TEM -a, a razlog tome može se smatrati upravo općom složenošću projekta. Uspjeh u pronalaženju rješenja za određene probleme doveo je do odgovarajućih promjena u cjelokupnom izgledu modula. U skladu s tim, najnoviji izgled TEM -a iz KB "Arsenal" prikazuje trenutne poglede na projekt.
Prema poznatim podacima, kao temelj za nuklearnu elektranu izabran je plinski hlađeni nuklearni reaktor s brzim neutronima. U prvom krugu rashladnog sustava koristit će se smjesa helij-ksenon. Gorivo s povećanim stupnjem obogaćivanja bit će smješteno u jezgru. Temperatura jezgre doseći će 1500 ° K. Planirano je osigurati najveće resurse za projektiranje, dopuštajući TEM-u da radi 10-12 godina.
Nuklearne elektrane ove vrste i s takvim karakteristikama još nisu stvorene i ne rade. Za izgradnju takve strukture potrebni su materijali visoke otpornosti na toplinska i mehanička naprezanja. Također je potrebno razraditi sam dizajn tako da, s potrebnom snagom, ima prihvatljive dimenzije i težinu.
Postoje poteškoće na području rashladnih sustava. Nuklearna elektrana klase megavata mora rasipati usporedive količine toplinske energije u svemir. Suvremeni radijatori za svemirsku tehnologiju još se ne mogu pohvaliti takvim karakteristikama. Dakle, ISS -ov rashladni sustav pada u svemir cca. 70 kW toplinske energije nekoliko je puta manje od onog potrebnog za nuklearnu elektranu i TEM.
Razrađuju se različite varijante hladnjaka za TEM, što se odražava na slikama i tijekom sastavljanja modela. Očigledno, skup ravnih radijatora na rasporedu iz Arsenala trenutno se smatra najisplativijim dizajnom s optimalnim karakteristikama. Međutim, sasvim je moguće da ovaj sustav neće biti konačna verzija.
Unatoč svim poteškoćama, unutar projekta TEM postignuti su zapaženi uspjesi. Tako su prije nekoliko godina započela ispitivanja na električnom raketnom motoru ID-500, stvorenom posebno za buduću nuklearnu elektranu. 2017. takav je proizvod na štandu radio 300 sati, pokazujući snagu od 35 kW.
Montaža i ispitivanje pojedinih dijelova nuklearne elektrane i TEM -a provode se redovito. Na primjer, prototip sustava za hlađenje kapanjem testiran je prošle godine. Ispituju se ostale komponente reaktora, pomoćni sustavi te transportni i energetski modul u cjelini.
Transport daleke budućnosti
Cilj trenutnih projekata nuklearne elektrane i TEM -a je stvoriti obećavajući kompleks sposoban za rješavanje novih problema u svemiru. Transportni i energetski modul s reaktorom i električnim raketnim motorom imat će važne prednosti u odnosu na raketne sustave tradicionalnog dizajna i omogućit će uspješno organiziranje novih misija.
Glavnom sferom primjene TEM -a smatraju se letovi do drugih nebeskih tijela. NPP pokazuje najveću iskoristivost goriva i ima jedinstveni specifični impuls, koji pojednostavljuje letove do Mjeseca ili Marsa. Također postaje moguće povećati korisni teret u usporedbi s trenutnim raketnim i svemirskim sustavima. Važna značajka TEM -a je mogućnost napajanja opterećenja standardnim sredstvima modula.
Međutim, dobivanje takvih rezultata moguće je tek u dalekoj budućnosti. Prema trenutnim planovima, letačka ispitivanja TEM -a u punoj konfiguraciji počet će najranije krajem dvadesetih godina. Početak rada i uključivanje modula u stvarni rad mogući su tek početkom tridesetih godina.
Rad TEM -a nastavit će se još nekoliko godina, a za to vrijeme projekt bi mogao doživjeti značajne promjene. S tim u vezi, može se pretpostaviti da će izgled modula za MAKS-2019 uskoro prestati odražavati stvarni izgled proizvoda koji se stvara. Međutim, promjena pogleda na strukturu i njezine elemente dovest će do pojave novih demonstracijskih materijala - već na sljedećim izložbama.
