Владимир Иванов - Космические корабли военных моряков Байконура

Перспективным направлением использования ядерной энергии для полетов в дальний космос является создание ядерной энергодвигательной установки (ЯЭДУ). ЯЭДУ иногда путают с ядерным ракетным двигателем, что не совсем корректно, так как ядерный реактор в ЯЭДУ используется только для выработки электроэнергии. Он в свою очередь, используется для запуска и питания электрического ракетного двигателя (ЭРД), а также обеспечивает электропитание бортовых систем космического аппарата. ЯЭДУ состоит из трех основных устройств: реакторной установки с рабочим телом и вспомогательными устройствами, электроракетной двигательной установки и холодильника излучателя. На транспортно-энергетическом модуле на основе ЯЭДУ предполагается использовать ионные двигатели. Принцип действия ионного двигателя следующий. В газоразрядной камере с помощью анода и катодного блока, расположенных в магнитном поле, создается разреженная плазма. Из нее эмиссионным электродом «вытягиваются» ионы рабочего тела, ксенона или другого вещества и ускоряются в промежутке между ним и ускоряющим электродом, создается реактивная тяга на базе ионизированного газа, разогнанного до высоких скоростей в электрическом поле. Достоинствами ЯЭДУ является малый расход топлива и возможность 10-летней эксплуатации, большой межремонтный интервал и продолжительное время работы на одном включении. С физической точки зрения ЯЭДУ — это компактный газоохлаждаемый реактор на быстрых нейтронах.

Такого типа установки сегодня рассматриваются в качестве нового этапа развития и применения атомной энергии в космосе, служат средством создания многоцелевых транспортно-энергетическим модулей высокой энерговооруженности. Летный образец космического аппарата с ЯЭДУ в России планируется создать к 2025 году. Создание ЯЭДУ предусмотрено опытно-конструкторской работой «Нуклон» (бюджет 15,84 млрд рублей), ОКР «Источник» (6,18 млрд рублей), а также научно-исследовательской работой «Верификация» (300 млн рублей), НИР «Отработка» (400 млн рублей) и НИР «Ядро» (160 млн рублей).

ЯЭДУ — перспективный двигатель для космических аппаратов, который позволит совершать межпланетные полеты в несколько раз быстрее, чем сейчас. С его помощью Россия получит возможность проводить исследования Луны, Марса, дальних планет Солнечной системы и создавать там автоматические базы.

Ядерная энергетическая установка с соответствующим ЭРДУ может быть эффективно использована для доставки на геостационарную орбиту тяжелых информационных спутников типа универсальной космической платформы (УКП) и последующего длительного (до 10 лет) энергообеспечения ее аппаратуры; решения коммерческой и экологической задачи космического захоронения особо опасных отходов атомных электростанций и атомной промышленности путем вывода контейнеров с этими отходами на орбиту захоронения, (например, между Землей и Марсом); обеспечения энергопитанием спутника непосредственного телевещания на бытовые антенны; очистка космоса от космического «мусора» путем испарения частиц лучом лазера, питаемого от ЯЭУ; обеспечения грузопотоков Земля-Луна, а затем и Земля-Луна-Земля при создании лунной базы, лунного орбитального комплекса и промышленного освоения полезных ископаемых Луны; для создания системы предупреждения об астероидной опасности путем развертывания группировки космических аппаратов на дальних подступах к Земле.

Согласно последним новостям, разработка проекта «Создание транспортно-энергетического модуля на основе ядерной энергодвигательной установки мегаваттного класса» успешно завершена. Уже готовы некоторые макетные образцы, изготовленные на предприятиях «Роскосмоса», «Росатома», ФГУП «Центр Келдыша» и КБ «Арсенал», необходимые для проведения испытаний. Летный прототип транспортно-энергетического модуля (ТЭМ) планируется построить к 2025 году. После этого должны быть проведены различные испытания, на которые уйдет несколько лет. Полноценный запуск эксплуатации ТЭМ ожидается в 2030 году. Такую технику будут запускать с космодрома Восточный, где готовится технический и стартовый комплекс. По результатам всех этих работ в 2030 году в распоряжении российской космической отрасли окажется принципиально новая техника с широкими возможностями.

Транспортный энергетический модуль.

Транспортно-энергетический модуль (ТЭМ) — на основе ядерной энергодвигательной установки (ЯЭДУ) мегаваттного класса, предназначен для транспортировки грузов в дальнем космосе, в том числе при создании в перспективе баз на планетах и освоение пояса астероидов. ТЭМ еще называют космическим «буксиром» или ядерным планетолетом. Опытно-конструкторские работы над этим межпланетным «буксиром» ведутся в КБ «Арсенал» (Санкт-Петербург). На аэрокосмическом салоне МАКС-2019 состоялась первая демонстрация нового макета ТЭМ, отражающего нынешние взгляды на этот проект. Макет присутствовал в павильоне «Роскосмоса» на стенде КБ «Арсенал».

К. Э. Циолковский и один из его проектов ракеты

Я подробно изложил эти материалы, чтобы показать какой огромный задел есть у космической науки и техники России для реального создания ракет с ядерными энергодвигательными установками, воплощение которого возможно в обозримом будущем.

Мечты о космических полетах — это не бесплодная фантазия, а реальный проект будущего развития науки и техники, это объективная необходимость и закономерность развития человечества. Это главное звено, толчок, который вытянет всю цепь научных знаний, инженерных мыслей, практических шагов движения вперед. Еще недавно запуски космических аппаратов осуществлялись только в СССР-России и США, а в настоящее время космонавтикой занимаются десятки стран: Китай, Япония, Индия, Бразилия Израиль и Европейские страны. Учитывая высокую стоимость космических проектов, происходит кооперация стран в освоении космического пространства. Ярким примером сотрудничества служит Международная космическая станция — МКС. Может быть сегодня нет ярких, знаменательных событий, как это было в 60—70 годы, но человечество в целом, наука и техника движутся согласно законам диалектики вперед по спирали и на новом витке нас ожидают поистине сенсационные, глобальные открытия.

Мечта! Мечта всегда двигала развитием человечества. С древнейших времен люди мечтали о лучшей жизни. От улучшения примитивных условий жизни, до мечты о прекрасном, которое воплощалось в церковных храмах и соборах, дворцах, живописи, скульптуре ит. д. Мечта двигала развитие общества, науки и техники. Без ее полета невозможно было осуществить научные открытия, технические достижения. В тюремной камере Петропавловской крепости инженер и революционер Николай Кибальчич перед казнью нацарапал на стене схему космического корабля. Глухой учитель из Калуги Константин Эдуардович Циолковский создавал макеты космических кораблей и писал научные книги о полетах на Луну и Марс. Он говорил: «Земля колыбель человечества, но человечество не останется в этой колыбели вечно». Сергей Павлович Королев в ссылке на Колыме мечтал о полетах в космос. Мечтали о космосе строители Байконура, мечтали о полетах мальчишки смотревшие на Юрия Гагарина.