U Rusiji je započeo razvoj nuklearne elektrane klase megavat za svemirsku tehnologiju nove generacije. Zadatak je povjeren istraživačkom centru Keldysh. Anatolij KOROTEEV, ravnatelj Centra, predsjednik Ruske akademije kozmonautike Tsiolkovsky, kaže za Interfax-AVN o važnosti ovog projekta za rusku kozmonautiku i njegovom značaju, piše Rewer.net.
- Anatolij Sazonovič, razvoj nuklearne elektrane postao je prioritetni cilj, za čije će se postizanje koncentrirati znatna sredstva. Je li ovo doista projekt o kojem ovisi budućnost astronautike?
- Upravo tako. Pogledajmo čime se astronautika danas bavi. Vidjet ćemo takva područja kao što su satelitska komunikacija, svemirska navigacija visoke preciznosti, daljinsko mjerenje Zemlje - odnosno sve što se odnosi na informacijsku podršku. Drugi smjer je rješavanje pitanja koja se odnose na proširenje našeg znanja o svemiru izvan granica svemira u blizini zemlje. Konačno, kozmonautika, kako kod nas, tako i u drugim zemljama, radi na rješavanju određenog raspona obrambenih zadataka. To su konvencionalno tri skupa zadataka u svemirskim aktivnostima danas. Za njihovo rješavanje koriste se provjereni, provjereni transportni sustavi.
Ako pogledamo što sutra očekujemo od astronautike, tada se uz poboljšanje niza zadataka koji se već rješavaju postavljaju i pitanja razvoja proizvodnih tehnologija u svemiru. Govorimo i o ekspedicijama na Mjesec i Mars. I to ne o posjetama ekspedicijama, što je bila američka ekspedicija na Mjesec, već o dugom boravku na drugim planetima kako biste mogli posvetiti dovoljno vremena njihovom proučavanju.
Osim toga, postavljaju se pitanja o mogućem napajanju Zemlje iz svemira, o borbi protiv opasnosti komete asteroida. Svi ti zadaci potpuno su drukčijeg reda od današnjih. Dakle, ako razmislimo o tome kako ovaj kompleks zadataka osigurava transportna i energetska struktura, vidjet ćemo da postoji ozbiljna potreba za povećanjem opskrbe energijom naših letjelica i učinkovitosti motora.
Danas imamo neekonomična vozila. Zamislite, na svakih 100 tona koje lete sa Zemlje 3% se u najboljem slučaju pretvori u teret. Ovo je za sve moderne rakete. Sve ostalo se baca kao izgorjelo gorivo.
S obzirom na dugoročne zadatke, iznimno je važno da se dovoljno ekonomično krećemo u svemiru. Ovdje postoji koncept specifičnog potiska, koji karakterizira učinkovitost motora. To je omjer potiska koji stvara i masene potrošnje goriva. Uzmemo li prvu njemačku raketu FAU-2, tada je njen specifični potisak u starim mjernim jedinicama bio 220 sekundi. Danas najbolji pogonsko-energetski sustav koji koristi vodik s kisikom daje specifičan potisak do 450 sekundi. Odnosno, 60-70 godina rada najboljih umova svijeta povećalo je specifični potisak tradicionalnih raketnih motora samo za dva puta.
Je li moguće povećati ovaj pokazatelj nekoliko puta ili po redoslijedu veličina? Ispada da postoji. Na primjer, pomoću nuklearnih motora mogli bismo povećati specifični potisak na oko 900 sekundi, odnosno još dva puta. Koristeći ioniziranu radnu tekućinu za ubrzanje, mogli su doseći vrijednosti od 9000-10000 sekundi, to jest, povećali bi specifični potisak 20 puta. A to je već danas djelomično postignuto: na satelitima s malim potiskom koriste se plazma motori koji daju specifičan potisak reda veličine 1600 sekundi. Međutim, takvim je uređajima i dalje potrebna dovoljna električna energija. Ako ne uzmete u obzir potpuno jedinstvenu strukturu - Međunarodnu svemirsku postaju, gdje je razina električne energije oko 100 kW, tada danas najmoćniji sateliti imaju razinu opskrbe električnom energijom samo 20-30 kW. Vrlo je teško riješiti niz zadataka ako ostanemo na ovoj razini.
- Odnosno, trebate kvalitativni skok?
- Da. Astronautika danas doživljava stanje blisko onom u kojem se zrakoplovstvo našlo nakon Drugoga svjetskog rata, kada je postalo jasno da više nije moguće povećavati brzinu s klipnim motorima, nemoguće je ozbiljno povećati domet, a općenito imati ekonomski isplativo zrakoplovstvo. Zatim je, kao što se sjećate, došlo do skoka u zrakoplovstvu pa su prešli s klipnih motora na mlazne. Otprilike ista situacija je sada u svemirskoj tehnologiji. Nedostaje nam energetske izvrsnosti za rješavanje ozbiljnih izazova.
Usput, postalo je jasno ne danas. Već 60 -ih i 70 -ih godina, i kod nas i u SAD -u, započelo se s radom na korištenju nuklearne energije u svemiru. U početku je postavljen zadatak stvaranja raketnih motora koji bi, umjesto kemijske energije izgaranja goriva i oksidanta, koristili zagrijavanje vodika do temperature od oko 3000 stupnjeva. No pokazalo se da je takav izravan put još uvijek neučinkovit. Kratko vrijeme primamo veliki potisak, ali istodobno izbacujemo mlaz za koji se u slučaju abnormalnog rada reaktora može pokazati da je radioaktivno zagađen.
Unatoč ogromnoj količini posla koji je proveden 60 -ih i 70 -ih godina u SSSR -u i SAD -u, ni mi ni Amerikanci u to vrijeme nismo uspjeli stvoriti pouzdane radne motore. Radili su, ali ne puno, jer je zagrijavanje vodika do 3000 tisuća stupnjeva u nuklearnom reaktoru ozbiljan zadatak.
Tijekom testiranja motora na zemlji bilo je i ekoloških problema, budući da su radioaktivni mlazovi bačeni u atmosferu. U SSSR -u je taj rad proveden na poligonu Semipalatinsk posebno pripremljenom za nuklearne probe, koji je ostao u Kazahstanu.
Pa ipak, u smislu korištenja nuklearne energije za napajanje svemirskih letjelica, SSSR je tih godina napravio vrlo ozbiljan korak. Proizvedena su 32 satelita. Korištenjem nuklearne energije na uređajima bilo je moguće dobiti električnu energiju za red veličine veću nego iz solarne energije.
Nakon toga su SSSR i SAD, iz različitih razloga, na neko vrijeme prekinuli ovaj rad. Danas je jasno da se moraju obnoviti. No, činilo nam se nerazumnim nastaviti na ovakav frontalni način kako bismo napravili nuklearni motor koji ima gore navedene nedostatke, a mi smo predložili potpuno drugačiji pristup.
- A koja je temeljna razlika između novog pristupa?
“Ovaj pristup se razlikovao od starog na isti način na koji se hibridni automobil razlikuje od konvencionalnog automobila. U konvencionalnim automobilima motor okreće kotače, dok se u hibridnim automobilima električna energija stvara iz motora, a ta električna energija okreće kotače. Odnosno, stvara se svojevrsna posredna elektrana.
Na isti način predložili smo shemu u kojoj svemirski reaktor ne zagrijava mlaz izbačen iz njega, već stvara električnu energiju. Vrući plin iz reaktora okreće turbinu, turbina okreće električni generator i kompresor, koji cirkulira radnu tekućinu u zatvorenoj petlji. Generator generira električnu energiju za plazma motor sa specifičnim potiskom 20 puta većim od onog kod kemijskih motora.
Koje su glavne prednosti ovog pristupa. Prvo, nema potrebe za poligonom Semipalatinsk. Možemo provesti sva ispitivanja na teritoriju Rusije bez uključivanja u bilo kakve duge teške međunarodne pregovore o uporabi nuklearne energije izvan države. Drugo, mlaz koji napušta motor neće biti radioaktivan, budući da kroz reaktor, koji je u zatvorenoj petlji, prolazi potpuno druga radna tekućina. Osim toga, u ovoj shemi ne moramo zagrijavati vodik, ovdje u reaktoru cirkulira inertna radna tekućina koja se zagrijava do 1500 stupnjeva. Ozbiljno pojednostavljujemo svoj zadatak. Konačno, na kraju ćemo povećati specifični potisak ne dva puta, već 20 puta u usporedbi s kemijskim motorima.
- Možete li navesti vrijeme početka projekta?
- Projekt uključuje sljedeće faze: 2010. - početak rada; 2012. - dovršetak nacrta projekta i detaljno računalno modeliranje tijeka rada; 2015. - stvaranje pogonskog sustava nuklearne energije; u 2018. - stvaranje transportnog modula pomoću ovog pogonskog sustava kako bi se sustav pripremio za let iste godine.
Inače, faza računalnog modeliranja prije nije bila tipična za stvorene proizvode svemirske tehnologije, ali danas je prijeko potrebna. Na primjeru najnovijih motora, koji su razvijeni u Rusiji, Francuskoj i SAD -u, postalo je jasno da je klasična stara metoda, kada je napravljen veliki broj prototipova za testiranje, zastarjela.
Danas, kada su mogućnosti računalne tehnologije vrlo visoke, osobito pojavom superračunala, možemo omogućiti fizičko i matematičko modeliranje procesa, stvoriti virtualni stroj, odigrati moguće situacije, vidjeti gdje su zamke, pa tek nakon toga otići na stvoriti motor, kako kažu "u hardveru".
Evo dobrog primjera. Vjerojatno ste čuli za motor RD - 180 za raketu Atlas koji je stvoren za Amerikance u Projektnom birou Energomash. Umjesto 25-30 primjeraka, koji su obično utrošeni na testiranje motora, bilo je potrebno samo 8, a RD-180 je odmah ušao u život. Budući da su se programeri potrudili "igrati" sve to na računalima.
- Koja je cijena izdanja?
- Danas je za cijeli projekt do zaključno 2018. godine deklarirano 17 milijardi rubalja. Izravno za 2010. dodijeljeno je 500 milijuna rubalja, uključujući 430 milijuna rubalja - za Rosatom i 70 milijuna rubalja - za Roskosmos.
Naravno, voljeli bismo vjerovati da će, ako vodstvo zemlje kaže da je to prioritetno područje, a novac dodijeljen, to biti dato.
Deklarirani iznos je manji nego što bismo htjeli, ali mislim da je to dovoljno za naredne godine i da se s ovim novcem može izvesti veliki niz radova.
Naš je institut imenovan voditeljem nuklearne elektrane, transportni će modul, najvjerojatnije, izraditi raketno -svemirska korporacija Energia.
Općenito, projekt se temelji na suradnji, koja se sastoji uglavnom od poduzeća Rosatoma, koja bi trebala napraviti reaktor, i Roskosmosa, koji će proizvoditi turbokompresore, generatore i same motore.
Naravno, rad će koristiti znanstvene temelje nastale prethodnih godina. Na primjer, razvoj reaktora temelji se na velikom broju odluka koje su prethodno donesene o nuklearnom motoru. Suradnja je ista. Ovo je Podolsk znanstvenoistraživački tehnološki institut, Centar Kurchatov, Institut za fiziku i energetiku Obninsk. Centar Keldysh, Projektni biro za kemijsko inženjerstvo i Voronješki projektni biro za kemijsku automatizaciju učinili su mnogo u zatvorenoj petlji. Ovo ćemo iskustvo u potpunosti iskoristiti pri stvaranju turbopunjača. Za generator povezujemo Institut za elektromehaniku koji ima iskustvo u stvaranju letećih generatora.
Jednom riječju, postoje značajni temelji, posao ne počinje od nule.
- Može li Rusija u ovom poslu prestići druge zemlje?
- Ovo ne isključujem. Imao sam sastanak sa zamjenikom šefa NASA -e, razgovarali smo o pitanjima vezanim uz povratak na rad na nuklearnoj energiji u svemiru, a on je rekao da Amerikanci pokazuju veliki interes za ovo pitanje. Prema njegovom mišljenju, ne može se isključiti mogućnost ubrzanja rada u tom smjeru na Zapadu.
Ne isključujem da Kina može odgovoriti aktivnim djelovanjem sa svoje strane, pa moramo brzo raditi. I ne samo kako bi nekoga pregazili za pola koraka. Moramo prije svega brzo djelovati kako bismo u novonastaloj međunarodnoj suradnji, koja se de facto danas formira, izgledali dostojno. Kako bi nas oni tamo odveli, a ne preuzeli ulogu ljudi koji bi trebali napraviti farme metala, već kako bi odnos prema nama bio isti kakav je bio, primjerice, 90 -ih. Tada je veliki skup radova na nuklearnim izvorima u svemiru deklasificiran. Kad su ta djela postala poznata Amerikancima, dali su im vrlo visoke ocjene. Do te mjere da su s nama izrađeni zajednički programi.
U načelu je moguće da će postojati međunarodni program za nuklearnu elektranu, sličan tekućem programu suradnje na kontroliranoj termonuklearnoj fuziji.
- Anatolij Sazonovič, 2011. svijet će slaviti obljetnicu prvog leta s posadom u svemir. Ovo je dobar razlog da se podsjetimo na dostignuća naše zemlje u svemiru.
- Ja mislim da. Uostalom, to nije bio tek prvi let s posadom u svemir. Let je postao moguć zahvaljujući rješavanju vrlo širokog spektra znanstvenih, tehničkih i medicinskih pitanja. Prvi put je čovjek odletio u svemir i vratio se na Zemlju, prvi put je dokazano da sustav toplinske zaštite radi normalno. Let je imao veliki međunarodni utjecaj. Ne zaboravimo da je od završetka najtežeg rata u zemlji prošlo samo 16 godina. I sada se pokazalo da je zemlja koja je izgubila više od 20 milijuna ljudi i pretrpjela kolosalno uništenje sposobna ne samo učiniti nešto na najvišoj svjetskoj razini, nego čak i nadmašiti cijeli svijet za određeno razdoblje. Bila je to iznimno važna demonstracija koja je podigla autoritet zemlje i ponos ljudi.
U mom životu dogodila su se dva događaja slične važnosti. Ovo je Dan pobjede i susret Jurija Gagarina, koji sam osobno vidio. 9. svibnja 1945. cijela je Moskva, od Crvenog trga do periferije, izašla slaviti na ulice. To je doista bio spontani impuls, a isti impresivan impuls bio je u travnju 1961. kada je Gagarin letio.
Međunarodni značaj polustoljetne obljetnice prvog leta mora se pojačati. Potrebno je naglasiti i podsjetiti društvo na ulogu naše zemlje u istraživanju svemira. Nažalost, u posljednjih 20 godina to ne radimo često. Otvorite li Internet, vidjet ćete ogromnu količinu materijala vezanog, na primjer, za američku ekspediciju na Mjesec, ali nema previše materijala vezanog za let Gagarin. Ako razgovarate sa sadašnjim školarcima, ne znam čije ime oni bolje znaju, Armstrong ili Gagarin. Stoga smatram apsolutno ispravnom donijeti odluku o proslavi 50. obljetnice prvog svemirskog leta s posadom na državnoj razini i dati joj međunarodni zvuk.
Ruska akademija kozmonautike Tsiolkovsky izdat će medalju za ovaj događaj, koja će se dodijeliti ljudima koji su sudjelovali u prvom letu ili su dali dovoljan doprinos razvoju astronautike. Osim toga, spremamo se za održavanje velike međunarodne konferencije na kojoj se planira s inozemnim i ruskim partnerima razgovarati o onim značajkama istraživanja svemira koje su karakteristične za sadašnju fazu. Ovdje je puno teških pitanja.
Ako danas zaustavimo stotinu ljudi na ulici i upitamo koji od kozmonauta sada leti u svemiru, ne daj Bože, ako nam se jave tri ili četiri osobe, a ja u to nisam uvjeren. A ako postavimo pitanje, što astronauti rade na postaji, onda još manje. Mislim da je promicanje stvarnog svemirskog života, letovi s posadom iznimno važno i da se to ne čini dovoljno. Na TV -u ima puno glupih materijala kada se netko susreo s vanzemaljcima ili kako su vanzemaljci nekoga odveli.
Ponavljam, pedeseta godišnjica prvog svemirskog leta s ljudskom posadom doista je epohalni događaj, mora se obilježiti na najdostojanstveniji način, kako unutar naše zemlje, tako i na međunarodnoj razini. I naravno da će naš institut u tome izravno sudjelovati, on koji je bio u srodstvu s ovim letom i sudjelovao je u njemu. Brojni naši zaposlenici tog razdoblja dobili su državna priznanja za rješavanje posebno letačkih problema. Primjerice, zamjenik ravnatelja tadašnjeg instituta, akademik Georgy Petrov, dobio je titulu heroja socijalističkog rada za razvoj metoda toplinske zaštite broda tijekom silaska s orbite. Naravno, nastojat ćemo dostojno obilježiti ovaj događaj.
