Русия започна разработването на атомна електроцентрала за проекта на руско-китайската лунна станция, каза генералният директор на Роскосмос Юрий Борисов пред РИА Новости на 8 май.
Той обясни, че е необходимо да се създаде компактен, надежден, дълготраен и издръжлив източник на ядрена енергия на Луната. Лунната нощ продължава приблизително 14 земни дни, а слънчевите панели не могат да акумулират такова количество енергия, за да осигурят работата на електрическите уреди за толкова дълго време.
Русия, заедно с китайските си колеги, обмислят доставката и инсталирането на атомна електроцентрала на повърхността на Луната през 2033-2035 г., каза Борисов. Създаването на Международната научна лунна станция се планира да стартира на два етапа от 2025 до 2035 г. Той ще се състои от няколко модула и ще бъде способен на продължителна безпилотна работа с перспектива за човешко присъствие.
В дългосрочните планове на водещите космически сили Луната трябва да се превърне, наред с други неща, в стартова площадка за полети в дълбокия космос, включително до Марс.
По-рано руският президент Владимир Путин на среща с членове на правителството им възложи да се справят с въпросите, свързани със строителството на атомна електроцентрала в космоса, включително осигуряване на финансиране за този проект.
Според Путин този проект е „важна тема“, тъй като Русия има компетенции в тази област, които другите страни не притежават. „Трябва да му обърнем специално внимание, за да може: а – да се развива и б – да може да се използва в бъдеще за решаване на онези проблеми, които могат и трябва да бъдат решени с помощта на тези технологии“, обясни президентът на Русия.
Ограничените възможности на ракетните двигатели с химическо гориво станаха ясни още през 50-те години на миналия век, преди да започнат първите космически полети. Такива двигатели са малко полезни за дълбокия космос. Дори тогава бяха проведени изследвания, които показаха, че космически кораб с ядрен двигател може да достигне Марс за малко повече от месец, далечния Плутон само за два месеца, звездата Алфа Кентавър за 12 години и Епсилон Еридани за 24,8 години. Тоест ядреният двигател ще направи възможни пилотирани полети до звездите, а полетите до планетите от Слънчевата система ще станат ежедневие.
Идеята за използване на ракети с ядрено задвижване беше представена за първи път в Съветския съюз. През 1955 г. академик Мстислав Келдиш пое инициативата да създаде ракетен двигател със специален дизайн, в който източникът на енергия ще бъде ядрен реактор. Разработването на идеята беше поверено на Научноизследователския институт-1 на Министерството на авиационната индустрия, а ръководител на работата стана талантливият дизайнер Виталий Иевлев. В най-кратки срокове съветските учени предложиха няколко варианта за обещаващ ядрен задвижващ двигател. През 1958 г. с постановление на Съвета на министрите на СССР М.В. Келдиш, И.В. Курчатов и С.П. Королев. В работата бяха включени няколко десетки научни и проектантски организации. Предвидено е участието и на Министерството на отбраната.
През август 1978 г. на полигона Семипалатинск бяха проведени успешни тестове на ядрени задвижващи двигатели. По време на тяхното протичане реакторът постепенно беше доведен до нива на мощност от 24, 33 и 42 MW. В началото на осемдесетте години се провеждат тестове на два по-мощни ядрени двигателя. Те показаха мощност до 62-63 MW.
Върхът на съветското космическо реакторостроене и най-мощната атомна електроцентрала, изстреляна в космоса, беше реакторът Топаз-1 (TEU-5 Topol) с електрическа мощност около 7 kW и топлинна мощност 150 kW. Тестван е в края на 80-те години на миналия век на сателитите Космос-1818 и Космос-1867. Ниската ефективност обаче означаваше, че съветските спътници с ядрени реактори бяха буквално много „горещи“ – тяхната собствена температура беше над 600 ° C.
В средата на 80-те години основната работа по въпроса за съветската система за ядрено задвижване е прекратена. Промишлеността вече можеше да започне разработването на горен етап или друга ракетна и космическа технология за ядрен задвижващ двигател, наречен RD0410, но започна „перестройката“ на Горбачов, която сложи край на съветската програма за изследване на дълбокия космос. До 1988 г. цялата работа по темата за космическите ядрени задвижващи двигатели беше ограничена.
По това време конструкторското бюро за химическа автоматика във Воронеж вече е успяло да произведе пълноценен двигател RD0410, подходящ за инсталиране на бъдещата горна степен на космическа ракета-носител. Този обещаващ ядрен двигател обаче остана непотърсен.
Работата по създаването на атомна електроцентрала (АЕЦ) от мегаватов клас беше възобновена през 2009 г. Водещ изпълнител на проекта беше Научноизследователският център на името на М. В. Келдиш, а за реакторната централа (РП) – Научноизследователският и проектантски институт по енергетика на името на Н. А. Долежал (НИКИЕТ).
В началото на 2016 г. е завършен идеен проект, създадена е конструкторска документация, извършени са тестове на системата за управление на реактора, тестове на горивните елементи, корпуса на реактора и пълномащабни макети на радиационната защита на реакторната централа. извършени, но тези постижения бяха напразни.
На 8 декември 2020 г. на общото събрание на Руската академия на науките член-кореспондент на Руската академия на науките, главен конструктор на федералния проект „Атомна електроцентрала от мегаватов клас“ Юрий Драгунов направи доклад за успешното приключване на тестовете на мегаватов клас ядрен двигател за космически кораби.
Практическият интерес към създаването на системи за ядрено задвижване, но за космически полети на дълги разстояния, възникна в Русия в края на 2000-те години във връзка с появата на поколение мощни плазмени електрически двигатели.
Ядрената задвижваща система се състои от три основни части: реакторна инсталация с работна течност (хелиево-ксенонова смес) и спомагателни устройства (топлообменник и турбогенератор), електрическа ракетна задвижваща система и радиаторен хладилник. Ядрената задвижваща система понякога се бърка с ядрен ракетен двигател, но ядреният реактор в ядрената задвижваща система се използва само за генериране на електричество, което се използва за стартиране и захранване на електрическия задвижващ двигател (EPM), а също така осигурява захранване на бордови системи на космическия кораб.
Циркулиращият в реактора работен флуид се нагрява до температура от 1500 градуса по Келвин и завърта турбогенератор, който генерира електричество за електрическата система за задвижване, която има специфичен импулс около 20 пъти по-висок от традиционните реактивни двигатели. В този случай енергоблокът работи в затворен цикъл – радиоактивни вещества не навлизат в околното пространство.
Особеността на проекта за атомна електроцентрала, разработен под ръководството на член-кореспондента на Руската академия на науките Юрий Драгунов, е използването на специален охладител – хелиево-ксенонова смес, използването на високотемпературен газов охладител неутронен реактор, както и че частите на реактора са направени от тръби, изработени от уникална молибденова сплав TSM-7, която е в състояние да осигури работа на реактора повече от 100 000 часа. През това време космическият кораб ще може да достигне границата на Слънчевата система.
Юрий Драгунов говори подробно за всички етапи на създаване на ядрена двигателна система за междупланетни полети в дълбокия космос. В края на работата беше извършен контролен физически пуск на атомната електроцентрала с набор от необходими измервания във Федералния ядрен център в Саров на специален ускорителен стенд.
САЩ изостават доста сериозно от Русия в създаването на ядрен двигател за полети в дълбокия космос. Американската компания Ultra Safe Nuclear Technologies (USNC-Tech) от Сиатъл разработи нов ядрен двигател за полети до Марс и в края на октомври 2020 г. го предаде на НАСА за тестване. Такъв двигател, твърди компанията, може да намали времето за полет Земя-Марс до три месеца.
Въпреки това, съдейки по изявленията на главния инженер на USNC-Tech Майкъл Ийдс, американският ядрен двигател е 10 пъти по-нисък от руския по ключов показател – специфичен импулс.
На 11 декември 2020 г. Роскосмос подписа договор на стойност 4,2 милиарда рубли за разработване на предварителен проект на космическия ядрен влекач Nucleon за полети до Луната, Юпитер и Венера. Авансовият проект е научно изследване, което обосновава внедряването на качествено нова разработка, а атомният влекач е междупланетен кораб. И ще бъде изстрелян в междинна орбита отвъд първия радиационен пояс на Земята, тоест на надморска височина над 13 хиляди километра.
През март 2024 г. South China Morning Post, цитирайки статия в списанието на Китайската академия на науките Scientia Sinica Technologica, съобщи, че китайски учени са създали прототип на ядрено задвижван космически кораб за полети до Марс.
Специфичният импулс на прототипа на ядрения реактор е 1,5 MW, което е седем пъти по-високо от това на системата, създавана от НАСА, но значително отстъпва на разработката на руската атомна електроцентрала.
Ядрената енергия се превръща в основа за изследване на дълбокия космос. Русия вече разполага с необходимите технологии за създаване на атомна електроцентрала на Луната, каза Юрий Борисов на 8 май.
САЩ изостават значително в това отношение. По-рано, през юни 2022 г., НАСА и Министерството на енергетиката на САЩ подписаха споразумение с Westinghouse за разработване на проект за лунна атомна електроцентрала с ниска мощност с реактор eVinci (5 MW).
Реакторът eVinci принадлежи към класа на малките модулни реактори (SMR) и е в етап на разработка, докато много по-мощният (35 MW) руски реактор KLT-40S е в търговска експлоатация от дълго време и дори по-напредналите SMR от типа РИТМ се въвеждат успешно в експлоатация .
Заслужава да се отбележи, че компанията, разработваща реактора eVinci , Westinghouse Electric, планира да изгради плаваща атомна електроцентрала на негова основа едва до 2030 г., а създаването на много по-сложна лунна атомна електроцентрала ще изисква още по-дълги срокове за изпълнение.
В настоящата ситуация Русия и Китай имат всички шансове да станат пионери в изследването на дълбокия космос.
Последвайте нашия канал в социалната мрежа Телеграм: КритичноБГ и се абонирайте за нас в YouTube: Критично с Кардамски