I vores land fortsætter udviklingen af et transport- og kraftmodul TEM med et atomkraftværk i en megawatt -klasse (NPPU). Udseendet af en sådan model, der er egnet til drift, vil have en alvorlig indvirkning på den videre udvikling af indenlandske og verdens astronautik. I mellemtiden er TEM på stadiet af designarbejde, og for nylig blev offentligheden igen vist en model af et sådant produkt i sin nuværende form.
Udstilling MAKS-2019
I de senere år er forskellige materialer om TEM og atomkraftfremdrivningssystemer til det blevet gentagne gange offentliggjort. Blandt andet viste udviklerne tegninger med et sådant eksempels mulige udseende. I slutningen af august fandt sted inden for rammerne af MAKS-2019-salonen den første demonstration af det nye TEM-layout, der afspejler de nuværende synspunkter på dette projekt, sted. Modellen var til stede i Roscosmos -pavillonen på Arsenal KB -standen.
Den nuværende version af TEM -designet adskiller sig markant fra de tidligere demonstrerede versioner, men bevarer visse funktioner. Især er de generelle bestemmelser for samling af enheder og fremgangsmåder til design bevaret. Samtidig er der en række karakteristiske forskelle.
Det største element i brødbrætmodulet er en teleskopisk firkantet truss med et cirkulært tværsnit, som er grundlaget for samling af enhederne. Hovedet er udstyret med en konisk spær og et lukket rum. På siderne af fagverket er seks kølepaneler. Halsektionen af TEM er fremstillet i form af et lukket rektangulært legeme. Hovedstammen er fastgjort på den foran, solpaneler er på siderne. Skroget huser en ny type raketmotor og andre enheder.
Nyt og gammelt
Tidligere, i publikationer om emnet TEM og atomkraftfremdrivningssystemer, dukkede billeder med udstyr med et andet udseende op. Ifølge en af de senere versioner af projektet skulle transportenergimodulet være baseret på et langsgående glidebagværk med et firkantet tværsnit og en stor forlængelse, som letter lanceringen af produktet i kredsløb. Et rum med en reaktor er anbragt i dens hovedafsnit, en elektrisk raketmotor og andre systemer placeret på udsendelige understøtninger i halesektionen. Det var planlagt at placere køleudstyr langs understøtningsrammen.
Layoutet fra KB "Arsenal" har en række karakteristiske træk og adskiller sig fra ældre billeder. Først og fremmest kendetegnes det ved udformningen af hovedstammen og enhedernes layout. Den nye version af TEM er kendetegnet ved et mere massivt bærende fagværk af et andet design. Han mistede også de X-formede halebomme, indsat under flyvning og bærer nogle af instrumenterne.
Layoutets design tillader ændring af layout. Måske indeholder den store halekrop nu ikke kun en elektrisk raketmotor, men også en atomreaktor med tilhørende systemer. I dette tilfælde kan det mindre hovedlegeme bruges til at rumme kontrolsystemer eller andet udstyr.
Forskellige diagrammer havde tidligere forskellige kølesystemkonfigurationer. Det samme gælder det nye layout. Denne gang, for at udstråle overskydende varme ind i rummet, foreslås det at bruge seks paneler-emittere installeret langs bindingsverket i form af tre parallelle "fly". Tidligere blev andre køligere konfigurationer tilbudt, inkl. aggregater af et større område, der beslaglægger næsten hele længden af lejestammen.
I november sidste år offentliggjorde fjernsynsstudiet i Roskosmos en video, der viser det mulige udseende af et fremtidigt TEM med et atomkraftværk. Denne version af modulet var alvorligt forskellig fra dem, der blev vist tidligere. Mens den lineære arkitektur blev bevaret baseret på et glidende fagværk, måtte en sådan TEM have haleenheder fremstillet i form af en åben cylinder. I denne form skulle kraftværket, køling osv. Have været udført.
Det er let at se, at det nuværende layout af TEM også adskiller sig fra versionen "sidste år" af udseendet. Samtidig er det i udseende og design meget tættere på tidligere versioner af projektet.
Tekniske udfordringer
TEM -projektet kendetegnes ved den højeste tekniske kompleksitet, og for en vellykket implementering er det nødvendigt at løse en masse særlige problemer. For at oprette et sådant modul er der brug for nye designs af komponenter og samlinger, nye teknologier og materialer med særlige egenskaber. Behovet for at løse alle disse problemer har ført til, at udviklingen af atomkraftværk og TEM udføres af en række virksomheder fra Roscosmos og Rosatom.
På forskellige tidspunkter indeholdt det offentliggjorte materiale forskellige versioner af TEM, og årsagen til dette kan betragtes som netop projektets generelle kompleksitet. Succes med at finde løsninger på visse problemer førte til tilsvarende ændringer i modulets overordnede udseende. Derfor viser det seneste layout af TEM fra KB "Arsenal" de aktuelle synspunkter på projektet.
Ifølge kendte data blev en gaskølet hurtig-neutron atomreaktor valgt som grundlag for atomkraftværket. En helium-xenon-blanding vil blive brugt i kølesystemets første kredsløb. Brændstof med en øget berigelsesgrad vil blive placeret i kernen. Kernetemperaturen når 1500 ° K. Det er planlagt at levere den højeste designressource, så TEM kan fungere i 10-12 år.
Kernekraftværker af denne art og med sådanne egenskaber er endnu ikke skabt og drevet. Til konstruktion af en sådan struktur kræves materialer med høj modstandsdygtighed over for termisk og mekanisk belastning. Det er også nødvendigt at udarbejde selve designet, så det med den krævede effekt har acceptable dimensioner og vægt.
Der er vanskeligheder inden for kølesystemer. Kernekraftværket i en megawatt -klasse skal sprede sammenlignelige mængder termisk energi ud i rummet. Moderne radiatorer til rumteknologi kan endnu ikke prale af sådanne egenskaber. Så, ISS -kølesystemet falder i rummet ca. 70 kW termisk energi er flere gange mindre end den, der kræves til atomkraftværket og TEM.
Der udarbejdes forskellige varianter af kølere til TEM, hvilket afspejles i figurerne og under samlingen af modellerne. Tilsyneladende betragtes et sæt flade radiatorer på layoutet fra Arsenal i øjeblikket som det mest rentable design med optimale egenskaber. Det er dog ganske muligt, at dette system ikke bliver den endelige version.
På trods af alle vanskelighederne er der opnået mærkbare succeser inden for TEM -projektet. Så for flere år siden begyndte test på den elektriske raketmotor ID-500, der blev skabt specielt til det fremtidige atomkraftværk. I 2017 arbejdede et sådant produkt på standen i 300 timer med en effekt på 35 kW.
Samling og test af individuelle komponenter i atomkraftværket og TEM udføres regelmæssigt. For eksempel blev et prototype drypkølesystem testet sidste år. Andre komponenter i reaktoren, hjælpesystemer og transport- og kraftmodulet som helhed testes.
Transport i den fjerne fremtid
Målet med de nuværende projekter med atomkraftværk og TEM er at skabe et lovende kompleks, der er i stand til at løse nye problemer i det ydre rum. Transport- og kraftmodulet med en reaktor og en elektrisk raketmotor vil have vigtige fordele i forhold til raketsystemer af traditionel design og vil gøre det muligt med succes at organisere nye missioner.
Hovedområdet for TEM -ansøgning anses for at være flyvninger til andre himmellegemer. NPP viser den højeste brændstofeffektivitet og har en unik specifik impuls, som forenkler flyvninger til Månen eller Mars. Det bliver også muligt at øge nyttelasten i sammenligning med de nuværende raket- og rumsystemer. Et vigtigt træk ved TEM er evnen til at levere strøm til belastningen ved hjælp af modulets standardmidler.
Imidlertid er det kun muligt at opnå sådanne resultater i en fjern fremtid. Ifølge de nuværende planer vil flyvetest af TEM i fuld konfiguration begynde tidligst i slutningen af tyverne. Driftsstart og inddragelse af modulet i reelt arbejde er kun mulig i begyndelsen af trediverne.
TEM -arbejdet vil fortsætte i flere år, og i løbet af denne tid kan projektet undergå betydelige ændringer. I denne forbindelse kan det antages, at layoutet af modulet til MAKS-2019 snart ophører med at afspejle det virkelige udseende af det produkt, der oprettes. En ændring af synspunkter på strukturen og dens elementer vil imidlertid føre til fremkomsten af nye demonstrationsmaterialer - allerede ved de næste udstillinger.
