I vårt land fortsätter utvecklingen av en transport- och kraftmodul TEM med ett kärnkraftverk i megawattklass (NPPU). Utseendet på en sådan modell, lämplig för drift, kommer att ha en allvarlig inverkan på den fortsatta utvecklingen av inhemsk och internationell astronautik. Under tiden befinner sig TEM i designarbetets skede, och nyligen visades allmänheten återigen en modell av en sådan produkt i sin nuvarande form.
Utställning MAKS-2019
Under de senaste åren har olika material om TEM och kärnkraftsdrivsystem för det publicerats upprepade gånger. Bland annat visade utvecklarna ritningar med ett sådant provs möjliga utseende. I slutet av augusti, inom ramen för MAKS-2019-salongen, ägde den första demonstrationen av den nya TEM-layouten, som återspeglar de nuvarande synpunkterna på detta projekt, rum. Modellen fanns i Roscosmos -paviljongen vid Arsenal KB -läktaren.
Den nuvarande versionen av TEM -designen skiljer sig markant från de tidigare visade versionerna, men behåller vissa funktioner. I synnerhet har de allmänna bestämmelserna för montering av enheter och metoder för design bevarats. Samtidigt finns det ett antal karakteristiska skillnader.
Det största elementet i brödbräda-modulen är en teleskopisk fyrdelad fackverk med ett cirkulärt tvärsnitt, som ligger till grund för montering av enheterna. Huvudet är utrustat med en konisk fackverk och ett stängt fack. På sidorna av fackverket finns sex kylpaneler. TEM -svansdelen är gjord i form av en sluten rektangulär kropp. Huvudstolen är fixerad på den framför, solpaneler är på sidorna. Skrovet rymmer en ny typ av raketmotor och andra enheter.
Nytt och gammalt
Tidigare, i publikationer om temat TEM och kärnkraftsdrivsystem, uppträdde bilder med utrustning med ett annat utseende. Enligt en av de senare versionerna av projektet bör transportenergimodulen baseras på ett längsgående glidverk med ett fyrkantigt tvärsnitt och en stor förlängning, vilket underlättar lanseringen av produkten i omloppsbana. Ett fack med en reaktor är placerat i dess huvuddel, en elektrisk raketmotor och andra system placerade på utlösbara stöd i svansdelen. Det var planerat att placera kylutrustning längs stödramen.
Layouten från KB "Arsenal" har ett antal karakteristiska drag och skiljer sig från äldre bilder. Först och främst kännetecknas det av utformningen av huvudfackverket och enheternas layout. Den nya versionen av TEM kännetecknas av en mer massiv bärande takstol av en annan design. Han tappade också de X-formade svansbommarna, utplacerade under flygning och bär några av instrumenten.
Layoutens utformning möjliggör en förändring av layouten. Kanske innehåller den stora bakkroppen inte bara en elektrisk raketmotor utan också en kärnreaktor med tillhörande system. I detta fall kan den mindre huvudkroppen användas för att rymma styrsystem eller annan utrustning.
Olika diagram hade tidigare olika kylsystemskonfigurationer. Detsamma gäller den nya layouten. Den här gången, för att utstråla överskottsvärme till utrymmet, föreslås att man använder sex panelsändare installerade längs fackverket i form av tre parallella "plan". Tidigare erbjöds andra svalare konfigurationer, inkl. aggregat av ett större område, som upptar nästan hela längden av lagerstolarna.
I november förra året publicerade TV -studion Roskosmos en video som visar det möjliga utseendet på en framtida TEM med ett kärnkraftverk. Denna version av modulen skilde sig allvarligt från dem som visades tidigare. Medan den linjära arkitekturen behölls baserad på ett glidande fackverk, måste en sådan TEM ha svansar gjorda i form av en öppen cylinder. I denna form borde kraftverket, kylningen etc. ha utförts.
Det är lätt att se att den nuvarande layouten för TEM också skiljer sig från versionen "förra året" av utseendet. Samtidigt, i utseende och design, är det mycket närmare tidigare versioner av projektet.
Tekniska utmaningar
TEM -projektet kännetecknas av den högsta tekniska komplexiteten och för ett framgångsrikt genomförande är det nödvändigt att lösa många speciella problem. För att skapa en sådan modul behövs nya konstruktioner av komponenter och enheter, ny teknik och material med speciella egenskaper. Behovet av att lösa alla dessa problem har lett till att utvecklingen av kärnkraftverk och TEM utförs av ett antal företag från Roscosmos och Rosatom.
Vid olika tidpunkter innehöll det publicerade materialet olika versioner av TEM, och anledningen till detta kan betraktas som projektets allmänna komplexitet. Framgång med att hitta lösningar på vissa problem ledde till motsvarande förändringar i modulens övergripande utseende. Följaktligen visar den senaste layouten för TEM från KB "Arsenal" de aktuella synpunkterna på projektet.
Enligt kända data valdes en gaskyld kärnreaktor med snabb neutron som grund för kärnkraftverket. En helium-xenon-blandning kommer att användas i kylsystemets första krets. Bränsle med ökad anrikningsgrad kommer att placeras i kärnan. Kärntemperaturen når 1500 ° K. Det är planerat att tillhandahålla den högsta designresursen, så att TEM kan fungera i 10-12 år.
Kärnkraftverk av detta slag och med sådana egenskaper har ännu inte skapats och drivits. För konstruktion av en sådan struktur krävs material med hög motståndskraft mot termisk och mekanisk spänning. Det är också nödvändigt att utarbeta själva designen så att den med erforderlig kraft har acceptabla dimensioner och vikt.
Det finns svårigheter inom kylsystem. Kärnkraftverket i en megawattklass måste släppa ut jämförbara volymer termisk energi i rymden. Moderna radiatorer för rymdteknik kan ännu inte skryta med sådana egenskaper. Så, ISS -kylsystemet faller ut i rymden ca. 70 kW värmeenergi är flera gånger mindre än vad som krävs för kärnkraftverket och TEM.
Olika varianter av kylare för TEM utarbetas, vilket återspeglas i figurerna och under monteringen av modellerna. Tydligen anses en uppsättning platta radiatorer på layouten från Arsenal för närvarande vara den mest lönsamma designen med optimala egenskaper. Det är dock fullt möjligt att detta system inte kommer att vara den slutliga versionen.
Trots alla svårigheter har märkbara framgångar uppnåtts inom TEM -projektet. Så för flera år sedan började tester på den elektriska raketmotorn ID-500, skapad speciellt för det framtida kärnkraftverket. År 2017 arbetade en sådan produkt på montern i 300 timmar och visade en effekt på 35 kW.
Montering och testning av enskilda komponenter i kärnkraftverket och TEM utförs regelbundet. Till exempel testades en prototyp droppkylsystem förra året. Andra komponenter i reaktorn, hjälpsystem och transport- och kraftmodulen som helhet testas.
Transport av den avlägsna framtiden
Målet med de nuvarande projekten för kärnkraftverk och TEM är att skapa ett lovande komplex som kan lösa nya problem i yttre rymden. Transport- och kraftmodulen med en reaktor och en elektrisk raketmotor kommer att ha viktiga fördelar jämfört med raketsystem av traditionell design och gör det möjligt att framgångsrikt organisera nya uppdrag.
TEM -applikationens huvudsakliga sfär anses vara flygningar till andra himlakroppar. NPP visar den högsta bränsleeffektiviteten och har en unik specifik impuls, som förenklar flygningar till månen eller Mars. Det blir också möjligt att öka nyttolasten i jämförelse med nuvarande raket- och rymdsystem. En viktig egenskap hos TEM är förmågan att mata ström till lasten med hjälp av modulens standardmedel.
Att uppnå sådana resultat är dock endast möjligt inom en avlägsen framtid. Enligt nuvarande planer börjar flygprov av TEM i full konfiguration tidigast i slutet av tjugoårsåldern. Driftstart och modulens inblandning i verkligt arbete är endast möjliga i början av trettiotalet.
TEM -arbetet kommer att fortsätta i flera år till och under denna tid kan projektet genomgå betydande förändringar. I detta avseende kan det antas att layouten för modulen för MAKS-2019 snart kommer att upphöra att spegla det verkliga utseendet på den produkt som skapas. En förändrad syn på strukturen och dess element kommer dock att leda till att nya demonstrationsmaterial kommer fram - redan vid nästa utställningar.
