Maassamme jatkuu kuljetus- ja voimamoduulin TEM kehittäminen megawattiluokan ydinvoimalaitoksen (NPPU) kanssa. Tällaisen toimintaan sopivan mallin ulkonäkö vaikuttaa vakavasti kotimaisen ja maailman astronautian kehitykseen. Sillä välin TEM on suunnittelutyön vaiheessa, ja äskettäin yleisölle esiteltiin jälleen tällaisen tuotteen malli nykyisessä muodossaan.
Näyttely MAKS-2019
Viime vuosina on julkaistu toistuvasti erilaisia materiaaleja TEM: stä ja sen ydinvoimajärjestelmistä. Kehittäjät näyttivät muun muassa piirustuksia tällaisen näytteen mahdollisesta ulkonäöstä. Elokuun lopussa MAKS-2019-salongissa järjestettiin ensimmäinen esittely uudesta TEM-asettelusta, joka heijastaa tämänhetkisiä näkemyksiä tästä hankkeesta. Malli oli läsnä Roscosmos -paviljongissa Arsenalin KB -osastolla.
TEM -mallin nykyinen versio eroaa merkittävästi aiemmin esitellyistä versioista, mutta säilyttää tietyt ominaisuudet. Erityisesti on säilytetty yksiköiden kokoamista ja suunnittelutapoja koskevat yleiset määräykset. Samaan aikaan on olemassa useita luonteenomaisia eroja.
Leipälautamoduulin suurin osa on teleskooppinen neliosainen ristikko, jonka poikkileikkaus on pyöreä ja joka on yksiköiden kokoamisen perusta. Sen pää on varustettu kartiomaisella ristikolla ja suljetulla osastolla. Ristikon sivuilla on kuusi jäähdytyspaneelia. TEM: n häntäosa on tehty suljetun suorakulmaisen rungon muodossa. Pääristikko on kiinnitetty siihen eteen, aurinkopaneelit ovat sivuilla. Rungossa on uudentyyppinen rakettimoottori ja muita yksiköitä.
Uusi ja vanha
Aiemmin julkaisuissa, jotka koskivat TEM- ja ydinvoimajärjestelmiä, ilmestyi kuvia erilaisilla laitteilla. Erään projektin myöhemmän version mukaan kuljetusenergiamoduulin tulisi perustua pitkittäiseen liukuvaan ristikkoon, jonka poikkileikkaus on neliö ja suuri venymä, mikä helpottaa tuotteen lähettämistä kiertoradalle. Lokero, jossa on reaktori, on sijoitettu sen pääosaan, sähkörakettimoottori ja muut järjestelmät sijoitettu siirrettäville tuille hännän osassa. Jäähdytyslaitteet oli tarkoitus sijoittaa tukiristikkoa pitkin.
KB "Arsenal" -asettelussa on useita ominaispiirteitä ja se eroaa vanhemmista kuvista. Ensinnäkin se erottuu päärungon suunnittelusta ja yksiköiden asettelusta. TEM: n uudelle versiolle on ominaista massiivisempi, eri muotoinen kantava ristikko. Hän menetti myös X-muotoiset hännänpuomit, jotka oli otettu käyttöön lennossa ja joissa oli joitakin välineitä.
Asettelun suunnittelu mahdollistaa asettelun muuttamisen. Ehkä nyt suuri hännänrunko sisältää paitsi sähkörakettimoottorin myös ydinreaktorin ja siihen liittyvät järjestelmät. Tässä tapauksessa pienempää päätä voidaan käyttää ohjausjärjestelmien tai muiden laitteiden sijoittamiseen.
Eri kaavioissa oli aiemmin erilaisia jäähdytysjärjestelmien kokoonpanoja. Sama koskee uutta ulkoasua. Tällä kertaa ylimääräisen lämmön säteilemiseksi tilaan ehdotetaan kuuden paneelin lähettäjän käyttöä, jotka on asennettu ristikkoa pitkin kolmen rinnakkaisen "tason" muodossa. Aiemmin tarjottiin muita viileämpiä kokoonpanoja, mm. laajemman alueen aggregaatit, jotka kattavat lähes koko laakeriristikon pituuden.
Viime vuoden marraskuussa Roskosmos -televisiostudio julkaisi videon, joka näyttää tulevan TEM: n mahdollisen ulkonäön ydinvoimalaitoksen kanssa. Tämä moduulin versio oli vakavasti erilainen kuin aiemmin esitetty. Säilyttäen liukuvaan ristikkoon perustuvan lineaarisen arkkitehtuurin, tällaisessa TEM: ssä oli oltava takayksiköt avoimen sylinterin muodossa. Tässä muodossa voimalaitos, jäähdytys jne. Olisi pitänyt suorittaa.
On helppo nähdä, että TEM: n nykyinen ulkoasu eroaa myös ulkoasun "viime vuoden" versiosta. Samaan aikaan se on ulkonäöltään ja suunnittelultaan paljon lähempänä projektin aiempia versioita.
Tekniset haasteet
TEM -projekti on teknisesti monimutkaisin ja sen onnistuneen toteuttamisen vuoksi on ratkaistava monia erityisongelmia. Tällaisen moduulin luomiseksi tarvitaan uusia osien ja kokoonpanojen malleja, uutta tekniikkaa ja materiaaleja, joilla on erityisominaisuuksia. Tarve ratkaista kaikki nämä ongelmat on johtanut siihen, että ydinvoimalaitoksen ja TEM: n kehittämisestä vastaavat useat Roscosmos- ja Rosatom -yritykset.
Eri aikoina julkaistut materiaalit sisälsivät erilaisia TEM -versioita, ja syynä tähän voidaan pitää juuri hankkeen yleistä monimutkaisuutta. Menestys ratkaisujen löytämisessä tiettyihin ongelmiin johti vastaaviin muutoksiin moduulin ulkonäössä. Näin ollen KB: n "Arsenal": n uusin TEM -asettelu näyttää tämänhetkiset näkemykset projektista.
Tunnettujen tietojen mukaan ydinvoimalaitoksen perustaksi valittiin kaasujäähdytteinen nopean neutronin ydinreaktori. Jäähdytysjärjestelmän ensimmäisessä piirissä käytetään helium-ksenon-seosta. Polttoaine, jonka rikastusaste on lisääntynyt, sijoitetaan ytimeen. Sisälämpötila saavuttaa 1500 ° K. Se on suunniteltu tarjoamaan korkein suunnitteluresurssi, jonka avulla TEM voi toimia 10-12 vuotta.
Tällaisia ydinvoimalaitoksia, joilla on tällaiset ominaisuudet, ei ole vielä luotu eikä niitä ole käytetty. Tällaisen rakenteen rakentamiseen tarvitaan materiaaleja, jotka kestävät hyvin lämpöä ja mekaanista rasitusta. On myös tarpeen kehittää itse rakenne niin, että sillä on vaaditulla teholla hyväksyttävät mitat ja paino.
Jäähdytysjärjestelmien alalla on vaikeuksia. Megawattiluokan ydinvoimalaitoksen on hajautettava vertailukelpoiset lämpöenergian määrät avaruuteen. Nykyaikaiset avaruusteknologian patterit eivät voi vielä ylpeillä tällaisista ominaisuuksista. Joten ISS -jäähdytysjärjestelmä putoaa avaruuteen n. 70 kW lämpöenergiaa on useita kertoja vähemmän kuin ydinvoimalaitokselle ja TEM: lle.
TEM: n jäähdyttimien eri versioita kehitetään, mikä näkyy kuvissa ja mallien kokoonpanon aikana. Ilmeisesti Arsenalin asettelussa olevia litteitä pattereita pidetään tällä hetkellä kannattavimpana ja optimaalisin ominaisuuksin. On kuitenkin täysin mahdollista, että tämä järjestelmä ei ole lopullinen versio.
Kaikista vaikeuksista huolimatta TEM -projektissa on saavutettu huomattavia menestyksiä. Joten useita vuosia sitten testit alkoivat ID-500-sähkörakettimoottorilla, joka on luotu erityisesti tulevaa ydinvoimalaa varten. Vuonna 2017 tällainen tuote toimi osastolla 300 tuntia, ja sen teho oli 35 kW.
Ydinvoimalaitoksen ja TEM: n yksittäisten komponenttien kokoonpano ja testaus suoritetaan säännöllisesti. Esimerkiksi prototyyppinen tippujäähdytysjärjestelmä testattiin viime vuonna. Muita reaktorin komponentteja, apujärjestelmiä ja kuljetus- ja tehomoduulia kokonaisuudessaan testataan.
Kaukaisen tulevaisuuden kuljetus
Nykyisten ydinvoimalaitos- ja TEM -hankkeiden tavoitteena on luoda lupaava kompleksi, joka kykenee ratkaisemaan uusia ulkoavaruuden ongelmia. Reaktorilla ja sähköisellä rakettimoottorilla varustetulla kuljetus- ja voimamoduulilla on merkittäviä etuja perinteisiin rakenteisiin verrattuna ja se mahdollistaa uusien tehtävien onnistuneen järjestämisen.
TEM -sovelluksen pääalueena pidetään lentoja muihin taivaankappaleisiin. Ydinvoimalla saavutetaan suurin polttoainetehokkuus ja sillä on ainutlaatuinen erityinen impulssi, joka yksinkertaistaa lentoja Kuuhun tai Marsiin. On myös mahdollista lisätä hyötykuormaa verrattuna nykyisiin raketti- ja avaruusjärjestelmiin. TEM: n tärkeä piirre on kyky syöttää virtaa kuormalle moduulin vakiovälineillä.
Tällaisten tulosten saaminen on kuitenkin mahdollista vain kaukaisessa tulevaisuudessa. Nykyisten suunnitelmien mukaan TEM: n lentotestit täydessä kokoonpanossa alkavat aikaisintaan 20 -luvun lopulla. Toiminnan aloittaminen ja moduulin osallistuminen todelliseen työhön on mahdollista vasta 30 -luvun alussa.
TEM -työ jatkuu vielä useita vuosia, ja tänä aikana hanke voi muuttua merkittävästi. Tältä osin voidaan olettaa, että MAKS-2019-moduulin ulkoasu lakkaa pian heijastamasta luodun tuotteen todellista ulkonäköä. Näkemysten muutos rakenteesta ja sen elementeistä johtaa kuitenkin uusien esittelymateriaalien syntyyn - jo seuraavilla näyttelyillä.
