В ожидании революции: от ТЭМ к «Нуклону»

Самый интересный и многообещающий проект в ракетно-космической сфере вскоре выйдет на новый этап. В ближайшее время отечественная промышленность начнет разработку перспективного космического комплекса «Нуклон». Его основой станет транспортно-энергетический модуль с ядерной энергодвигательной установкой, работы по которому продолжаются уже несколько лет.

Новые сообщения

Новые материалы и сообщения по перспективному проекту появились несколько дней назад. Сначала в свободный доступ попали демонстрационный видеоролик и фотографии из цехов КБ «Арсенал» (г. Санкт-Петербург), отвечающего за изготовление некоторых агрегатов для транспортно-энергетического модуля (ТЭМ). На снимках запечатлены готовая ферма самостоятельно и с установленными защитными экранами, панели радиатора, отсек двигателей и другие изделия.

16 сентября ТАСС опубликовало официальные сообщения на тему этого проекта. Исполнительный директор Роскосмоса по перспективным программам и науке Александр Блошенко рассказал, что до конца текущего года будет подписан контракт на разработку аванпроекта космического комплекса под названием «Нуклон».

Основой комплекса станет ТЭМ открытой архитектуры, основанный на имеющихся наработках. Это изделие рассматривается в качестве «космического буксира» для транспортировки различной полезной нагрузки и проведения сложных научных миссий. Для «Нуклона» разработана ядерная энергодвигательная установка (ЯЭДУ) мегаваттного класса, способная закрыть все потребности комплекса.
 

Первая миссия

А. Блошенко раскрыл актуальные планы по эксплуатации новой техники. Работы по «Нуклону» завершатся к 2030 г., после чего пройдет первый полет. Предлагается не проводить испытательные полеты, но сразу перейти к реальной эксплуатации техники в интересах науки.
 

Для «Нуклона» будет создан особый научный комплекс с несколькими основными компонентами, который станет нагрузкой для буксира. В 2030 г. буксир и целевая нагрузка будут раздельно выведены на орбиту, после чего состоится стыковка. В том же году комплекс совершит полет к Луне, где проведет ряд исследований и сбросит орбитальный аппарат.

Второй этап миссии предусматривает полет к Венере. На этом этапе возможно проведение испытаний по дозаправке буксира в полете – на борт передадут ксенон, выполняющий функции рабочего тела в особом ракетном двигателе. На орбите Венеры состоится второй сброс полезной нагрузки в виде орбитального исследовательского аппарата.

Следующий этап полета начнется с гравитационного маневра, после которого «Нуклон» отправится к Юпитеру. Третий блок научного оборудования предназначается для проведения исследований одного из спутников газового гиганта. Продолжительность такого многоэтапного полета не уточнялась. Также не называются дальнейшие планы по космическому буксиру – сможет ли он использоваться в новых проектах.
 

Перед следующим этапом

Работы по перспективному ТЭМ с ЯЭДУ и электрореактивным двигателем стартовали в 2009-2010 гг. К созданию этого проекта привлекли ряд организаций из состава Роскосмоса и Росатома. К настоящему времени была выполнена значительная часть исследований и испытаний отдельных компонентов. Текущие успехи позволяют переходить к следующему этапу работ – проектированию полноценного комплекса, пригодного к реальной эксплуатации.
 

Новости последних дней представляют большой интерес. В прошлом участники проекта неоднократно публиковали различную графику и показывали макеты перспективного ТЭМ. Теперь же в свободный доступ попали фотографии полноразмерных агрегатов. По всей видимости, это компоненты для макетного или опытного образца, сборка которого должна предшествовать проектированию полноценного комплекса «Нуклон». Строительство летного образца должно стартовать только в будущем.

Весьма интересно выглядят новости о скором запуске проектирования «Нуклона». На этот раз речь идет не просто о проведении исследований и поиске необходимых решений, но о запуске проектных работ – причем по комплексу для реального применения.

В прошлом Роскосмос неоднократно поднимал тему будущего применения ТЭМ с новой энергодвигательной установкой, однако пока обходился только самыми общими формулировками. Теперь раскрыты конкретные планы по использованию космического буксира в реальной научной миссии. Важно, что миссия сразу использует все характерные возможности ТЭМ. Он сможет за один полет обеспечить исследование трех небесных тел, в т.ч. на большом удалении от Земли.
 

Перспективные технологии

Новые сообщения по теме ТЭМ и комплекса «Нуклон» внушают оптимизм, однако дают и поводы для беспокойства. Так, предыдущие работы в этом направлении заняли ок. 10 лет. На аванпроект и техническое проектирование, строительство и подготовку к первому полету уйдет примерно такое же время. Все это вновь подтверждает общую сложность программы, связанную с необходимостью отработки технологий.
 

Главные проблемы и сложности были связаны с отработкой ЯЭДУ и ее отдельных компонентов. Основой этой установки является высокотемпературный газоохлаждаемый ядерный реактор. В качестве теплоносителя используется гелий-ксеноновая смесь. Расчетная энергетическая мощность установки – 1 МВт. Сложность создания такой установки связана с необходимостью поиска прочных, термостойких и устойчивых материалов и сплавов, пригодных для длительного использования в условиях космоса.

Отдельной задачей являлось создание средств охлаждения для сброса излишков тепла в космическое пространство. Рассматривались несколько конструкций, в т.ч. принципиально новые. По известным данным, по итогам исследований был выбран холодильник-излучатель капельного типа. Агрегаты такого излучателя имеют максимально возможную площадь и фактически образуют внешние обводы ТЭМ.

Специально для ТЭМ разработаны ионные двигатели двух типов – принципиально новая для нашей космонавтики технология. В качестве маршевого предлагается более мощный ИД-500, также предусматриваются маневровые двигатели с ограниченными характеристиками. Двигатели для ТЭМ уже разработаны и прошли испытания в условиях стенда.
 

В ожидании революции

Идея транспортно-энергетического модуля с ядерной энергодвигательной установкой прорабатывалась в нашей стране и за рубежом, но именно российский проект продвинулся дальше всех. К настоящему времени созданы все необходимые технологии и компоненты. Теперь их предстоит объединить в комплекс, пригодный не только для испытаний на практике, но и к применению в реальных миссиях.
 

Разработка такого комплекса начнется в ближайшее время. Первый полет готового «Нуклона» запланирован в 2030 г. Космическому буксиру предстоит провести достаточно сложную миссию к трем небесным телам. Если все работы будут выполнены в установленные сроки и не столкнутся с новыми сложностями, вынуждающими корректировать график или пересматривать программу в целом, то в будущем произойдет самая настоящая революция в ракетно-космической отрасли.

По всей видимости, к настоящему времени в рамках программы ТЭМ удалось решить все основные вопросы, и дальнейшие работы пойдут без серьезных затруднений. Однако общая сложность и ответственность сохраняется, и «Нуклон» придется ждать еще несколько лет.