Отечественная космонавтика опережает зарубежных конкурентов на 7 лет в сфере создания космических ядерных установок, отмечают в Роскосмосе. «Здесь у нас есть фора — лет семь пока, если мы не остановимся«, — заявил глава корпорации Дмитрий Рогозин. Подобную оценку давал и президент России Владимир Путин в 2021 году. HTNews решил провести ревизию космических устремлений России.
Космические аппараты на ядерных установках, согласно задумке, смогут транспортировать многотонные грузы на огромные расстояния. Разработка подобных систем с ядерными установками на борту ведется в России c 2009 года.
Проект получил название «Нуклон-АП». Задача ученых — создать транспортно-энергетический модуль (ТЭМ), работающий за счет энергии выделяемой ядерной установкой.
К 2018 году все расчеты и конструкторские работы завершились, после чего ученые приступили к испытаниям узлов системы. Тестировались установки охлаждения ядерной энергодвигательной системы, системы преобразования энергии, турбогенераторы, теплообменные аппараты, средства сброса низкопотенциального тепла в космос и электроракетные двигатели.
В декабре 2020 года Роскосмос и КБ «Арсенал» вышли на подписание контракта на разработку аванпроекта по созданию космического аппарата на ядерной установке. На текущий момент сумма инвестиций достигла 4.17 млрд. руб.
Проект «Зевс«
Разрабатываемый транспортно-энергетический модуль получил название «Зевс». ТЭМ будет выводиться на заданную высоту ракетой-носителем в сложенном состоянии. По прибытии в точку старта и проверки работоспособности, он будет развернут, а двигатели запущены.
Первой задачей для «Зевса» станет стыковка с модулем полезной нагрузки после чего аппарат будет направлен на Луну. По прилету к спутнику Земли произойдет отстыковка исследовательских модулей и аппарат возьмет курс обратно к Земле.
В околоземном пространстве к «Зевсу» пристыкуют новые грузы и направят до Венеры, а затем на исследование спутников Юпитера. Вся миссия может занять порядка 50 месяцев.
Ионный двигатель
Столь далекие маршруты в космосе невозможны при использовании даже самых современных реактивных двигателей. Они требуют очень много топлива. Такой объем горючего свел бы на нет все грузовые возможности аппарата.
По этой причине в «Зевсе» планируется установить ионный двигатель. Ядерная установка используют газ ксенон для выработки тепла, которое преобразовывается в электричество и питает двигатель. Научно-исследовательский институт имени Келдыша уже проводит стендовые испытания различных ионных двигателей.
Однако подобные двигатели имеют и недостатки по сравнению с реактивными. Они медленнее разгоняются, поэтому корабль на ионном двигателе не сможет выйти с поверхности Земли в атмосферу. Полет же до Луны займет порядка 200 суток, вместо нескольких как сейчас. Однако на больших расстояниях с долгим разгоном ионный двигатель даст преимущество в скорости. Время полета до Марса составит 1.5 месяца вместо 7-8 (если бы использовался реактивный двигатель).
Вернемся к «Зевсу». На него планируется поставить реактор, с мощностью выработки порядка 500 киловатт электроэнергии. Большой ее объем будет расходоваться ионными двигателями. Оставшиеся 70-80 квт будут задействованы для работы сверхмощного научного оборудования.
В настоящий момент Управление перспективных исследовательских проектов Минобороны США подготовило проект ракеты-демонстратора для операций в пределах орбиты Луны. Она оснащена тепловым ядерным ракетным двигателем. Роскосмос отмечает, что используемый на американской установке прямоточный ядерный ракетный двигатель, значительно менее эффективен, чем энергодвигательные установки российского аппарата.
