Oroszországban megkezdődött egy megawatt osztályú atomerőmű fejlesztése egy új generációs űrtechnológia számára. A feladat a Keldysh Kutatóközpontra van bízva. Anatolij KOROTEV, a központ igazgatója, a Csiolkovszkij Orosz Űrhajózási Akadémia elnöke elmondja az Interfax-AVN-nek, hogy ez a projekt milyen jelentőséggel bír az orosz űrhajózás számára és jelentősége-írja a Rewer.net.
- Anatolij Sazonovics, az atomerőmű fejlesztése kiemelt célkitűzéssé vált, amelynek eléréséhez jelentős erőforrások összpontosulnak. Valóban olyan projekt ez, amelyen az űrhajósok jövője múlik?
- Pontosan. Nézzük, mit csinál ma az űrhajós. Látni fogunk olyan területeket, mint a műholdas kommunikáció, a nagy pontosságú űrhajózás, a Föld távérzékelése - vagyis minden, ami az információs támogatással kapcsolatos. A második irány azoknak a kérdéseknek a megoldása, amelyek az űrtudásunk földközeli tér határain túli bővítésével kapcsolatosak. Végül, a kozmonautika, mind nálunk, mind más országokban, azon dolgozik, hogy megoldjon egy bizonyos védelmi feladatot. Ez ma hagyományosan három feladatsor az űrtevékenységekben. Megoldásukhoz időben tesztelt, bevált szállítási rendszereket használnak.
Ha azt nézzük, hogy mit várunk az űrhajósoktól holnap, akkor a már megoldandó feladatkör javításával együtt felvetődnek a gyártási technológiák fejlesztésének kérdései az űrben. A Holdra és a Marsra irányuló expedíciókról is beszélünk. És nem az expedíciók látogatásáról, ami az amerikai expedíció volt a Holdra, hanem a hosszú tartózkodásról más bolygókon, hogy elegendő időt szánhasson tanulmányaikra.
Ezenkívül kérdéseket vetnek fel a Föld lehetséges áramellátásáról az űrből, az aszteroida-üstökös veszély elleni küzdelemről. Mindezek a feladatok teljesen más rendűek, mint a maiak. Tehát, ha belegondolunk abba, hogy ezt a feladatkomplexumot hogyan biztosítja a közlekedési és energiaszerkezet, látni fogjuk, hogy komoly szükség van az űreszközök energiaellátásának és a hajtóművek hatékonyságának növelésére.
Ma gazdaságtalan járműveink vannak. Képzelje el, hogy a Földről elszállított 100 tonna esetében a 3% a legjobb esetben is hasznos teherré válik. Ez minden modern rakétára vonatkozik. Minden mást elégetett üzemanyagként dobnak el.
A hosszú távú feladatok tekintetében rendkívül fontos, hogy kellően gazdaságosan mozogjunk a térben. Itt van a specifikus tolóerő fogalma, amely a motor hatékonyságát jellemzi. Ez az általa létrehozott tolóerő és a tömeges üzemanyag -fogyasztás aránya. Ha az első német FAU-2 rakétát vesszük, akkor a fajlagos tolóereje a régi mértékegységekben 220 másodperc volt. Napjainkban a hidrogént és oxigént használó legjobb meghajtó-energia rendszer akár 450 másodperces tolóerőt is ad. Vagyis a világ legjobb elméinek 60-70 éves munkája csak kétszer emelte meg a hagyományos rakétahajtóművek sajátos tolóerejét.
Lehet -e ezt a mutatót többször vagy nagyságrendekkel növelni? Kiderül, hogy van. Például nukleáris motorok használatával a fajlagos tolóerőt körülbelül 900 másodpercre, azaz még kétszer növelhetjük. A gyorsításhoz pedig ionizált munkafolyadékot használva elérhetik a 9000-10000 másodperces értékeket, vagyis 20-szorosára emelnék a fajlagos tolóerőt. És ezt ma már részben sikerült is elérni: kis tolóerőjű műholdakon plazmamotorokat használnak, amelyek 1600 másodperces nagyságú tolóerőt adnak. Az ilyen eszközöknek azonban továbbra is elegendő elektromos áramra van szükségük. Ha nem veszi figyelembe a teljesen egyedi szerkezetet - a Nemzetközi Űrállomást, ahol a villamos energia szintje körülbelül 100 kW, akkor ma a legerősebb műholdak áramellátási szintje mindössze 20-30 kW. Nagyon nehéz sok feladatot megoldani, ha ezen a szinten maradunk.
- Vagyis minőségi ugrásra van szüksége?
- Igen. Az űrhajósok ma olyan állapotot élnek át, mint amilyenben a repülés a második világháború után találta magát, amikor világossá vált, hogy dugattyús motorokkal már nem lehet növelni a sebességet, lehetetlen komolyan növelni a hatótávolságot, és általában hogy gazdaságilag jövedelmező legyen a repülés. Aztán, ahogy emlékszel, ugrás történt a repülésben, és a dugattyús motorokról sugárhajtóművekre váltottak. Nagyjából ugyanez a helyzet most az űrtechnológiában. Hiányzik az energetikai kiválóság a komoly kihívások kezeléséhez.
Egyébként nem ma vált világossá. Már a 60 -as és 70 -es években hazánkban és az Egyesült Államokban is megkezdődött az atomenergia űrben történő felhasználása. Kezdetben azt a feladatot tűzték ki, hogy olyan rakétahajtóműveket hozzanak létre, amelyek az üzemanyag és az oxidálószer égési kémiai energiája helyett a hidrogén körülbelül 3000 fokos hőmérsékletre történő felmelegítését használják fel. De kiderült, hogy egy ilyen közvetlen út még mindig hatástalan. Rövid ideig nagy tolóerőt kapunk, ugyanakkor kidobunk egy fúvókát, amely a reaktor rendellenes működése esetén radioaktív szennyeződésnek bizonyulhat.
Annak ellenére, hogy a Szovjetunióban és az USA -ban a 60-70 -es években hatalmas munkát végeztek, akkor sem mi, sem az amerikaiak nem tudtunk megbízhatóan működő motorokat létrehozni. Dolgoztak, de nem sokat, mert a hidrogént 3000 ezer fokra melegíteni egy atomreaktorban komoly feladat.
A motorok földi vizsgálatai során környezeti problémák is adódtak, mivel a légkörbe radioaktív fúvókákat dobtak. A Szovjetunióban ezt a munkát a speciálisan nukleáris kísérletekre előkészített szemipalatinski teszthelyen végezték, amely Kazahsztánban maradt.
És mégis, ami az atomenergia űrhajók áramellátására való felhasználását illeti, a Szovjetunió nagyon komoly lépést tett ezekben az években. 32 műholdat gyártottak. Az atomenergia eszközökkel történő felhasználásával nagyságrendekkel nagyobb villamos energiát lehetett szerezni, mint a napenergiából.
Ezt követően a Szovjetunió és az USA különböző okokból egy időre leállította ezt a munkát. Ma már világos, hogy meg kell újítani őket. De ésszerűtlennek tűnt számunkra, hogy ilyen fejjel folytatjuk a nukleáris motor előállítását, amelynek megvannak a fent említett hátrányai, és teljesen más megközelítést javasoltunk.
- És mi az alapvető különbség az új megközelítés között?
„Ez a megközelítés ugyanúgy különbözött a régitől, mint a hibrid autó a hagyományos autótól. Egy hagyományos autóban a motor forgatja a kerekeket, míg a hibrid autókban a villamos energia a motorból keletkezik, és ez az elektromosság forgatja a kerekeket. Vagyis egyfajta köztes erőmű jön létre.
Hasonló módon javasoltuk azt a sémát, amelyben egy űrreaktor nem melegíti a belőle kilövő sugarat, hanem áramot termel. A reaktorból származó forró gáz forgatja a turbinát, a turbina az elektromos generátort és a kompresszort, amely a munkafolyadékot zárt körben keringteti. A generátor villamos energiát termel egy plazmamotorhoz, amelynek sajátos tolóereje 20 -szor nagyobb, mint a vegyi motoroké.
Melyek ennek a megközelítésnek a fő előnyei. Először is, nincs szükség a Semipalatinsk teszthelyre. Oroszország területén minden vizsgálatot elvégezhetünk anélkül, hogy bármilyen hosszú nemzetközi nehéz tárgyalásba keverednénk az atomenergia államon kívüli felhasználásáról. Másodszor, a motorból kilépő sugár nem lesz radioaktív, mivel egy teljesen más munkaközeg halad át a reaktoron, amely zárt hurokban van. Ezen túlmenően ebben a sémában nem kell hidrogént melegítenünk, itt egy inert munkafolyadék kering a reaktorban, amely 1500 fokig melegszik. Komolyan leegyszerűsítjük feladatunkat. Végül a végén nem kétszer, hanem 20 -szor emeljük a fajlagos tolóerőt a vegyi motorokhoz képest.
- Meg tudná nevezni a projekt időzítését?
- A projekt a következő szakaszokat foglalja magában: 2010 -ben - a munka kezdete; 2012 -ben - a tervezet tervezetének befejezése és a munkafolyamat részletes számítógépes modellezése; 2015 -ben - atomenergia -meghajtó rendszer létrehozása; 2018 -ban - egy szállítómodul létrehozása, amely ezt a meghajtórendszert használja, annak érdekében, hogy még abban az évben előkészítsék a repülést.
Egyébként a számítógépes modellezés fázisa korábban nem volt jellemző a létrehozott űrtechnológiai termékekre, de ma már feltétlenül szükséges. A legújabb motorok példáján, amelyeket Oroszországban, Franciaországban és az USA -ban fejlesztettek ki, világossá vált, hogy a klasszikus régi módszer, amikor nagyszámú prototípust készítettek tesztelésre, elavult.
Ma, amikor a számítástechnika képességei nagyon magasak, különösen a szuperszámítógépek megjelenésével, biztosíthatjuk a folyamatok fizikai és matematikai modellezését, létrehozhatunk egy virtuális motort, eljátszhatjuk a lehetséges helyzeteket, láthatjuk, hol vannak a buktatók, és csak ezután hozzon létre egy motort, ahogy mondják „hardverben”.
Íme egy jó példa. Valószínűleg hallott az Atlas rakéta RD -180 motorjáról, amelyet az amerikaiak számára készítettek az Energomash Design Bureau -ban. A 25-30 példány helyett, amelyeket általában a motor tesztelésére fordítottak, mindössze 8 kellett, és az RD-180 azonnal életre kelt. Mert a fejlesztők vették a fáradságot, hogy mindezt számítógépeken „játsszák le”.
- Mi a kibocsátás ára?
- Ma 17 milliárd rubelt jelentettek be a teljes projektre 2018 -ig bezárólag. Közvetlenül 2010 -re 500 millió rubelt különítettek el, köztük 430 millió rubelt - a Rosatom számára és 70 millió rubelt - a Roskosmos számára.
Természetesen szeretnénk azt hinni, hogy ha az ország vezetése azt mondja, hogy ez kiemelt terület, és a pénzt elosztották, akkor azt meg is adják.
A bejelentett összeg kevesebb, mint szeretnénk, de úgy gondolom, hogy ez elég lesz az elkövetkező évekre, és ebből a pénzből nagyszámú munkát lehet elvégezni.
Intézetünket nevezték ki az atomerőmű élére, a szállítási modult valószínűleg az Energia Rocket and Space Corporation fogja elkészíteni.
Általánosságban elmondható, hogy a projekt az együttműködésen alapul, amely főként a reaktort gyártó Rosatom vállalataiból és a Roskosmosból áll, amelyek turbokompresszorokat, generátorokat és magukat a motorokat fogják gyártani.
A munka természetesen felhasználja a korábbi években létrehozott tudományos alapokat. Például egy reaktor fejlesztése számos olyan döntésen alapul, amelyeket korábban egy nukleáris motoron hoztak meg. Az együttműködés ugyanaz. Ez a Podolszki Tudományos Kutatási Technológiai Intézet, a Kurchatov Központ, az Obninski Fizikai és Energetikai Intézet. A Keldysh Központ, a Vegyészmérnöki Tervező Iroda és a Voronyezsi Vegyiautomatizálási Iroda sokat tett zárt körben. Ezt a tapasztalatot teljes mértékben ki fogjuk használni turbófeltöltő készítésekor. A generátorhoz csatlakoztatjuk az Elektromechanikai Intézetet, amely rendelkezik tapasztalattal a repülő generátorok létrehozásában.
Egyszóval jelentős előkészületek vannak, a munka nem a nulláról indul.
- Oroszország megelőzheti más országokat ebben a munkában?
- Ezt nem zárom ki. Találkoztam a NASA helyettes vezetőjével, megbeszéltük a nukleáris energiával kapcsolatos űrkutatáshoz való visszatéréssel kapcsolatos kérdéseket, és azt mondta, hogy az amerikaiak nagy érdeklődést mutatnak e kérdés iránt. Véleménye szerint nem zárható ki az ilyen irányú munka felgyorsításának lehetősége Nyugaton.
Nem tartom kizártnak, hogy Kína a maga részéről aktív lépésekkel válaszolhat, ezért gyorsan kell dolgoznunk. És nem csak azért, hogy fél lépéssel megelőzzünk valakit. Elsősorban gyorsan kell dolgoznunk, hogy a kialakulóban lévő nemzetközi együttműködésben, és de facto ma alakuljon ki, méltónak tűnjünk. Annak érdekében, hogy elvigyenek minket oda, és ne vállalják fel azoknak az embereknek a szerepét, akiknek fémgazdaságokat kellene gyártaniuk, hanem hogy a hozzáállásunk ugyanolyan legyen, mint például a 90 -es években. Ezután az űrben lévő nukleáris forrásokkal foglalkozó nagy munkák sorát megszüntették. Amikor ezek a művek ismertté váltak az amerikaiak előtt, nagyon magas pontszámokat adtak nekik. Egészen addig, amíg közös programokat készítettek velünk.
Elvileg lehetséges, hogy lesz egy nemzetközi program egy atomerőműre, hasonlóan a folyamatban lévő együttműködési programhoz az ellenőrzött termonukleáris fúzióról.
- Anatolij Sazonovics, 2011 -ben a világ ünnepli az első emberes űrrepülés évfordulóját. Ez jó ok arra, hogy emlékeztessük hazánk űrbeli eredményeire.
- Azt hiszem, igen. Végül is ez nem csak az első emberes repülés volt az űrbe. A repülés a tudományos, műszaki és orvosi kérdések igen széles skálájának megoldásának köszönhetően vált lehetővé. Először egy ember repült az űrbe, és visszatért a Földre, először bebizonyosodott, hogy a hővédelmi rendszer normálisan működik. A járatnak óriási nemzetközi hatása volt. Ne felejtsük el, hogy mindössze 16 év telt el az ország legnehezebb háborúja vége óta. És most kiderült, hogy egy olyan ország, amely több mint 20 millió embert vesztett el és hatalmas pusztulást szenvedett el, nem csak a legmagasabb világszinten tud valamit tenni, hanem egy bizonyos időszakra még az egész világot is felülmúlja. Rendkívül fontos demonstráció volt, amely felemelte az ország tekintélyét és az emberek büszkeségét.
Életemben volt két hasonló fontosságú esemény. Ez a győzelem napja és Jurij Gagarin találkozója, amelyet személyesen láttam. 1945. május 9 -én Moszkva a Vörös tértől a külvárosig kiment ünnepelni az utcára. Ez valóban spontán impulzus volt, és ugyanez a lenyűgöző impulzus volt 1961 áprilisában, amikor Gagarin repült.
Meg kell erősíteni az első járat fél évszázados évfordulójának nemzetközi jelentőségét. Hangsúlyozni és emlékeztetni kell a társadalmat hazánk űrkutatásban betöltött szerepére. Sajnos az elmúlt 20 évben ezt nem túl gyakran tesszük. Ha megnyitja az internetet, hatalmas mennyiségű anyagot fog látni, például az amerikai Hold -expedícióval kapcsolatban, de nincs túl sok anyag a Gagarin -járathoz. Ha a jelenlegi iskolásokkal beszél, nem tudom, kinek a nevét ismerik jobban, Armstrongnak vagy Gagarinnak. Ezért abszolút helyesnek tartom azt a döntést, hogy állami szinten ünnepeljük az első emberes űrrepülés 50. évfordulóját, és nemzetközi hangzást adunk neki.
A Ciolkovszkij Orosz Kozmonautikai Akadémia érmet bocsát ki erre az eseményre, amelyet azoknak az embereknek ítélnek oda, akik részt vettek az első repülésben, vagy megfelelő mértékben hozzájárultak az űrhajósok fejlődéséhez. Emellett készülünk egy nagy nemzetközi konferencia megtartására, amelyen a tervek szerint külföldi és orosz partnerekkel megvitatjuk a legénységi űrkutatás azon jellemzőit, amelyek a jelen szakaszra jellemzőek. Itt sok nehéz kérdés merül fel.
Ha ma megállítunk száz embert az utcán, és megkérdezzük, hogy melyik űrhajós repül most az űrben, ne adj Isten, ha három -négy ember válaszol nekünk, és erről nem vagyok meggyőződve. És ha feltesszük a kérdést, mit csinálnak az űrhajósok az állomáson, akkor még kevésbé. Úgy gondolom, hogy a valódi űrbeli élet, a személyi járatok népszerűsítése rendkívül fontos, és ezt nem teszik eleget. Sok hülye anyag van a tévében, amikor valaki találkozott idegenekkel, vagy hogy az idegenek hogyan vittek el valakit.
Ismétlem, az első emberes űrrepülés ötvenedik évfordulója valóban korszakalkotó esemény, ezt a legméltóbb módon kell megünnepelni, országunkon belül és nemzetközi szinten is. És persze intézetünk közvetlenül részt vesz ebben, ő, aki kapcsolatban állt ezzel a repüléssel és részt vett benne. Ebben az időszakban számos alkalmazottunk kapott állami kitüntetést, különösen a repülési problémák megoldása miatt. Például az akkori intézet igazgatóhelyettese, Georgy Petrov akadémikus megkapta a szocialista munka hőse címet a hajó pályáról való leszállás során történő hővédelmének módszereinek kidolgozásáért. Természetesen megpróbáljuk méltósággal megünnepelni ezt az eseményt.
