Ядерный буксир для космоса нуклон

Ядерный «Нуклон» для космического «Зевса» проходит испытания

Касаясь этого перспективного проекта, глава «Роскосмоса» заявил, что разрабатываемый в России ядерный буксир «Зевс» займется поиском жизни во Вселенной. На первом этапе планируются миссии на Марс и Венеру. «А в будущем, после создания термоядерных возможностей, при движении за пределы Солнечной системы станет важнейшей задачей обнаружить и понять: одни ли мы в космосе, или есть иная жизнь», — цитирует РИА Новости сказанное Дмитрием Рогозиным.

Тема ядерной энергетики для освоения космического пространства была обсуждаемой и на совещании с участием президента России, которое прошло в Самаре 12 апреля 2021 года — в знаковый день 60-летия первого полета в космос. Тогда главе государства доложили, что некоторые элементы ядерного буксира уже существуют «в железе».

Напомним: в 2010 году правительство России выделило первые 500 миллионов рублей на создание «космического корабля с атомным реактором». А точнее — с ядерной энерго-двигательной установкой мегаваттной мощности. Такой, чтобы могла служить тяговым (или разгонным) двигателем в полете и быть при необходимости источником энергии для орбитальной станции или посадочного модуля.

К решению этой задачи официально подключились государственная корпорация «Росатом» и Федеральное космическое агентство (ныне — ГК «Роскосмос»). Как считали тогда и считают сегодня, такие двигатели, особым образом сконструированные для работы в условиях невесомости, неизбежно потребуются для длительных космических миссий — межпланетных полетов, долговременных станций на земной и лунной орбитах, а в перспективе — для стационарных баз на Луне и других объектах Солнечной системы…

Сама по себе идея использовать ядерные двигатели на космических аппаратах родилась не на пустом месте и уходит корнями в начало 60-х. Уже тогда академики Мстислав Келдыш, Сергей Королев и Игорь Курчатов — первые лица советской космической программы и советского Атомного проекта — выдвигали подобные задачи. Аналогичные разработки с прицелом на создание новых вооружений велись и в США.

Советский Союз вывел с 1970 по 1988 годы на различные орбиты 32 космических аппарата с термоэлектрической ядерной энергоустановкой (принцип ее работы основан на превращении энергии распада атома в электрическую энергию). Те установки имели сравнительно небольшую мощность и ограниченный во времени срок службы, после чего сходили с орбиты, создавая головную боль — куда упадут радиоактивные обломки? — для наземных служб слежения.

В конце 80-х была заключена договоренность не запускать больше спутники с такими энергоустановками. Но сейчас, в связи с активной подготовкой международных экспедиций к Луне и Марсу, прежние запреты могут быть пересмотрены.

Именно с таким расчетом за создание общей концепции ТЭМ взялись специалисты Центра имени Келдыша («Роскосмос»), а ядерную установку для него стали проектировать в московском НИКИЭТ («Росатом») с участием подмосковного НПО «Луч», где занялись разработкой особых видов ядерного топлива. Весь проект, рассчитанный на 9 лет, предусматривал финансирование в объеме 17 миллиардов рублей. К 2012 году обещали эскизный проект, а дальше — техническое проектирование и моделирование всей системы на суперкомпьютерах. Отработка ядерного реактора как двигательной установки для ТЭМ — 2015 год.

Время от времени в печати проскальзывали отрывочные сведения о состоянии работ, а потом под предлогом режима секретности и они перестали появляться. Вновь об этой теме заговорили на уровне первых лиц «Роскосмоса» и «Росатома» летом-осенью 2020 года. И тогда же стало известно, что к проекту активным образом подключилось конструкторское бюро «Арсенал», расположенное в Петербурге и располагающее своей производственной базой.

В декабре 2020 года с «Арсеналом» заключён контракт на участие в проекте «Зевс-Нуклон». По сведениям из открытых источников, контракт оценен в 4, 2 миллиарда рублей и предусматривает создание аванпроекта, в котором должны быть учтены-интегрированы все наиболее значимые наработки, полученные в организациях «Росатома» и «Роскосмосе» в рамках общего проекта. Оговорено, что указанные в контракте работы предстоит завершить к июлю 2024 года.

Досье «РГ»

Конструкторского бюро «Арсенал» известно пилотными разработками в области космической техники с конца 60-х годов прошлого века. Именно здесь созданы космические аппараты радиолокационной разведки «УС-А» с ядерной энергоустановкой. Их летно-конструкторские испытания начались в 1973 году, а в 1975-м они приняты в эксплуатацию. Эта и другие успешно выполненные работы дали основание закрепить за КБ «Арсенал» статус головного предприятия по созданию космических комплексов наблюдения.

Источник

В ожидании революции: от ТЭМ к «Нуклону»

Новые сообщения

Новые материалы и сообщения по перспективному проекту появились несколько дней назад. Сначала в свободный доступ попали демонстрационный видеоролик и фотографии из цехов КБ «Арсенал» (г. Санкт-Петербург), отвечающего за изготовление некоторых агрегатов для транспортно-энергетического модуля (ТЭМ). На снимках запечатлены готовая ферма самостоятельно и с установленными защитными экранами, панели радиатора, отсек двигателей и другие изделия.

16 сентября ТАСС опубликовало официальные сообщения на тему этого проекта. Исполнительный директор Роскосмоса по перспективным программам и науке Александр Блошенко рассказал, что до конца текущего года будет подписан контракт на разработку аванпроекта космического комплекса под названием «Нуклон».

Основой комплекса станет ТЭМ открытой архитектуры, основанный на имеющихся наработках. Это изделие рассматривается в качестве «космического буксира» для транспортировки различной полезной нагрузки и проведения сложных научных миссий. Для «Нуклона» разработана ядерная энергодвигательная установка (ЯЭДУ) мегаваттного класса, способная закрыть все потребности комплекса.

Первая миссия

А. Блошенко раскрыл актуальные планы по эксплуатации новой техники. Работы по «Нуклону» завершатся к 2030 г., после чего пройдет первый полет. Предлагается не проводить испытательные полеты, но сразу перейти к реальной эксплуатации техники в интересах науки.

Для «Нуклона» будет создан особый научный комплекс с несколькими основными компонентами, который станет нагрузкой для буксира. В 2030 г. буксир и целевая нагрузка будут раздельно выведены на орбиту, после чего состоится стыковка. В том же году комплекс совершит полет к Луне, где проведет ряд исследований и сбросит орбитальный аппарат.

Второй этап миссии предусматривает полет к Венере. На этом этапе возможно проведение испытаний по дозаправке буксира в полете – на борт передадут ксенон, выполняющий функции рабочего тела в особом ракетном двигателе. На орбите Венеры состоится второй сброс полезной нагрузки в виде орбитального исследовательского аппарата.

Следующий этап полета начнется с гравитационного маневра, после которого «Нуклон» отправится к Юпитеру. Третий блок научного оборудования предназначается для проведения исследований одного из спутников газового гиганта. Продолжительность такого многоэтапного полета не уточнялась. Также не называются дальнейшие планы по космическому буксиру – сможет ли он использоваться в новых проектах.

Перед следующим этапом

Работы по перспективному ТЭМ с ЯЭДУ и электрореактивным двигателем стартовали в 2009-2010 гг. К созданию этого проекта привлекли ряд организаций из состава Роскосмоса и Росатома. К настоящему времени была выполнена значительная часть исследований и испытаний отдельных компонентов. Текущие успехи позволяют переходить к следующему этапу работ – проектированию полноценного комплекса, пригодного к реальной эксплуатации.

Новости последних дней представляют большой интерес. В прошлом участники проекта неоднократно публиковали различную графику и показывали макеты перспективного ТЭМ. Теперь же в свободный доступ попали фотографии полноразмерных агрегатов. По всей видимости, это компоненты для макетного или опытного образца, сборка которого должна предшествовать проектированию полноценного комплекса «Нуклон». Строительство летного образца должно стартовать только в будущем.

Весьма интересно выглядят новости о скором запуске проектирования «Нуклона». На этот раз речь идет не просто о проведении исследований и поиске необходимых решений, но о запуске проектных работ – причем по комплексу для реального применения.

В прошлом Роскосмос неоднократно поднимал тему будущего применения ТЭМ с новой энергодвигательной установкой, однако пока обходился только самыми общими формулировками. Теперь раскрыты конкретные планы по использованию космического буксира в реальной научной миссии. Важно, что миссия сразу использует все характерные возможности ТЭМ. Он сможет за один полет обеспечить исследование трех небесных тел, в т.ч. на большом удалении от Земли.

Перспективные технологии

Новые сообщения по теме ТЭМ и комплекса «Нуклон» внушают оптимизм, однако дают и поводы для беспокойства. Так, предыдущие работы в этом направлении заняли ок. 10 лет. На аванпроект и техническое проектирование, строительство и подготовку к первому полету уйдет примерно такое же время. Все это вновь подтверждает общую сложность программы, связанную с необходимостью отработки технологий.

Главные проблемы и сложности были связаны с отработкой ЯЭДУ и ее отдельных компонентов. Основой этой установки является высокотемпературный газоохлаждаемый ядерный реактор. В качестве теплоносителя используется гелий-ксеноновая смесь. Расчетная энергетическая мощность установки – 1 МВт. Сложность создания такой установки связана с необходимостью поиска прочных, термостойких и устойчивых материалов и сплавов, пригодных для длительного использования в условиях космоса.

Отдельной задачей являлось создание средств охлаждения для сброса излишков тепла в космическое пространство. Рассматривались несколько конструкций, в т.ч. принципиально новые. По известным данным, по итогам исследований был выбран холодильник-излучатель капельного типа. Агрегаты такого излучателя имеют максимально возможную площадь и фактически образуют внешние обводы ТЭМ.

Специально для ТЭМ разработаны ионные двигатели двух типов – принципиально новая для нашей космонавтики технология. В качестве маршевого предлагается более мощный ИД-500, также предусматриваются маневровые двигатели с ограниченными характеристиками. Двигатели для ТЭМ уже разработаны и прошли испытания в условиях стенда.

В ожидании революции

Идея транспортно-энергетического модуля с ядерной энергодвигательной установкой прорабатывалась в нашей стране и за рубежом, но именно российский проект продвинулся дальше всех. К настоящему времени созданы все необходимые технологии и компоненты. Теперь их предстоит объединить в комплекс, пригодный не только для испытаний на практике, но и к применению в реальных миссиях.

Разработка такого комплекса начнется в ближайшее время. Первый полет готового «Нуклона» запланирован в 2030 г. Космическому буксиру предстоит провести достаточно сложную миссию к трем небесным телам. Если все работы будут выполнены в установленные сроки и не столкнутся с новыми сложностями, вынуждающими корректировать график или пересматривать программу в целом, то в будущем произойдет самая настоящая революция в ракетно-космической отрасли.

По всей видимости, к настоящему времени в рамках программы ТЭМ удалось решить все основные вопросы, и дальнейшие работы пойдут без серьезных затруднений. Однако общая сложность и ответственность сохраняется, и «Нуклон» придется ждать еще несколько лет.

Источник

Прорыв отечественной космонавтики. Транспортно-энергетический модуль «НУКЛОН»

На выставке-форуме «Армия-2020», посвящённом новейшим разработкам, был представлен проект российского планетолёта «Нуклон». Беспилотный аппарат уникален не только для нашей страны, но и для всего мира. Предполагается, что он будет летать на другие планеты за счёт ядерной энергии. За один полёт «Нуклон» сможет доставлять научные зонды сразу к нескольким планетам.

Прорыв отечественной космонавтики. Транспортно-энергетический модуль «НУКЛОН» © avatars.mds.yandex.net

Для чего создаётся

Разработку планетолёта осуществляют госкорпорация «Роскосмос» и АО «КБ «Арсенал». Сейчас идёт сборка полноразмерного технологического макета для стендовых испытаний.

Прорыв отечественной космонавтики. Транспортно-энергетический модуль «НУКЛОН» © avatars.mds.yandex.net

Многофункциональный многоразовый орбитальный комплекс представляет собой транспортно-энергетический модуль (ТЭМ), способный автономно вырабатывать энергию за счёт ядерного реактора мегаваттного класса. Его планируется использовать в качестве буксира, чтобы доставлять полезную нагрузку.

Из чего состоит

АО «КБ «Арсенал» представил модуль будущего планетолёта на выставке МАКС-2019, а позднее и на форуме «Армия-2020». Его конструкция включает:

— ядерный реактор из новейших материалов;

— облегчённую карбоновую конструкцию (диаметр около 1,2 м);

— раскрывающиеся радиационные панели;

— коробку с солнечными панелями;

Буксир будет использовать связку из 30 тяжёлых плазменных двигателей. По мощности они уступают современным ракетным. Однако при равномерной работе смогут разогнать аппарат до недоступных ранее скоростей. Это позволит достичь Марса всего за 1,5 месяца вместо 6 месяцев, затрачиваемых космическими предшественниками.

Первый научный полёт планируется в 2030 году. Сначала планетолёт направится к Луне, проведёт зондирование и оставит на орбите спутник. Вторым пунктом назначения станет Венера. При этом по пути к планете, возможно, будут вести испытания по дозаправке ксеноном. У самой планеты буксир оставит исследовательский спутник для сбора информации и облетит её вокруг. Последняя точка миссии для сбора полезных данных — спутник Юпитера. Предположительно им станет ледяной спутник «Европа».

По официальным данным, такие проекты разрабатываются в России и Китае. Вполне вероятно, что и в США ведётся подобная работа.

Сколько будет стоить

В июле 2020 года сотрудники центра им. М. В. Келдыша предложили запустить марсианский комплекс. Экспедицию планируется осуществить в 2030-2033 гг. Суть её в том, чтобы доставить человека на поверхность Марса в период наибольшего сближения двух планет.

Этот комплекс будет состоять из 4 ядерных двигателей, баков с жидким водородом, склада, корабля для возвращения на землю «Орёл», взлётно-посадочного и жилого комплексов. Для его запуска понадобится около 9 пусков тяжёлых и сверхтяжёлых ракет. В комплексе будет использоваться ядерная энергетическая установка (ЯЭУ), имеющая мощность 200 кВт, массу 14 тонн и излучатели на 400 кв.м. Ориентировочная стоимость такой установки составляет 8 миллиардов рублей. По оценкам специалистов, на реализацию всего проекта понадобится минимум 450 миллиардов рублей.

Согласно предварительным подсчётам, буксир «Нуклон», имеющий сходство с ЯЭУ по параметрам, обойдётся всего в 40 миллиардов рублей (примерно 660 миллионов долларов). Таким образом, разработка планетолёта во много раз дешевле проектов американских инженеров.

Остаётся пожелать российским инженерам удачи в его создании и успешных испытаний.

И в завершении 10 декабря 2020 года «Роскосмос» заключил контракт стоимостью 4,2 миллиарда рублей на разработку аванпроекта космического ядерного буксира «Нуклон» для полетов к Луне, Юпитеру и Венере, следует из материалов госкорпорации, размещенных на сайте госзакупок.

Договор между «Роскосмосом» и петербургским конструкторским бюро «Арсенал» заключили 10 декабря. Разработку аванпроекта «по созданию космического комплекса с транспортно-энергетическим модулем (ТЭМ) на основе ядерной энергетической установки» планируют завершить к июлю 2024 года.

Создание элементов ядерного буксира на основе ТЭМ с ядерной энергоустановкой мегаваттного класса ведется с 2010 года. В 2019-м на Международном авиакосмическом салоне МАКС-2019 впервые показали его макет, а в 2020-м на форуме «Армия-2020» — трехмерную графику его работы в космосе.

В январе 2020 года в презентации на «Королевских чтениях» говорилось о планах запустить на орбиту в 2030 году космический ядерный буксир для летных испытаний. После этого намечается приступить к его серийному производству и коммерческому использованию.

Источник