في بلدنا ، يستمر تطوير وحدة النقل والطاقة TEM مع محطة طاقة نووية من فئة ميغاوات (NPPU). سيكون لظهور مثل هذا النموذج المناسب للتشغيل تأثير خطير على التطوير الإضافي للملاحة الفضائية المحلية والعالمية. في غضون ذلك ، TEM في مرحلة أعمال التصميم ، ومؤخراً عُرض على الجمهور مرة أخرى نموذجًا لمثل هذا المنتج في شكله الحالي.
معرض MAKS-2019
في السنوات الأخيرة ، تم نشر مواد مختلفة حول TEM وأنظمة دفع الطاقة النووية الخاصة بها بشكل متكرر. من بين أشياء أخرى ، عرض المطورون رسومات مع احتمال ظهور مثل هذه العينة. في نهاية شهر أغسطس ، في إطار صالون MAKS-2019 ، تم إجراء أول عرض لتخطيط TEM الجديد ، والذي يعكس وجهات النظر الحالية حول هذا المشروع. كان النموذج موجودًا في جناح Roscosmos في جناح Arsenal KB.
يختلف الإصدار الحالي من تصميم TEM بشكل ملحوظ عن الإصدارات السابقة ، ولكنه يحتفظ ببعض الميزات. على وجه الخصوص ، تم الحفاظ على الأحكام العامة لتجميع الوحدات ونهج التصميم. في الوقت نفسه ، هناك عدد من الاختلافات المميزة.
أكبر عنصر في وحدة اللوح هو تروس تلسكوبي من أربعة أقسام مع مقطع عرضي دائري ، وهو أساس تجميع الوحدات. تم تجهيز رأسه بجمالون مخروطي الشكل ومقصورة مغلقة. على جانبي الجمالون ستة ألواح تبريد. يتكون الجزء الخلفي من TEM على شكل جسم مستطيل مغلق. الجمالون الرئيسي مثبت عليه من الأمام ، الألواح الشمسية على الجانبين. يضم الهيكل نوعًا جديدًا من محركات الصواريخ ووحدات أخرى.
جديد و قديم
في السابق ، في المنشورات حول موضوع TEM وأنظمة الدفع بالطاقة النووية ، ظهرت صور بمعدات ذات مظهر مختلف. وفقًا لإحدى الإصدارات اللاحقة من المشروع ، يجب أن تعتمد وحدة النقل والطاقة على تروس طولي منزلق بمقطع عرضي مربع واستطالة كبيرة ، مما يسهل إطلاق المنتج في المدار. يتم وضع حجرة مع مفاعل في قسم الرأس ، ومحرك صاروخي كهربائي وأنظمة أخرى موضوعة على دعامات قابلة للنشر في قسم الذيل. تم التخطيط لوضع معدات التبريد على طول الجمالون الداعم.
يحتوي التصميم من KB "Arsenal" على عدد من الميزات المميزة ويختلف عن الصور القديمة. بادئ ذي بدء ، يتميز بتصميم الجمالون الرئيسي وتخطيط الوحدات. يتميز الإصدار الجديد من TEM بجمالون أكثر ضخامة من تصميم مختلف. كما خسر أذرع الذيل على شكل X ، وانتشر أثناء الطيران وحمل بعض الأدوات.
يسمح تصميم التخطيط بتغيير التخطيط. ربما لا يحتوي جسم الذيل الكبير الآن على محرك صاروخي كهربائي فحسب ، بل يحتوي أيضًا على مفاعل نووي مع الأنظمة المصاحبة. في هذه الحالة ، يمكن استخدام جسم الرأس الأصغر لاستيعاب أنظمة التحكم أو المعدات الأخرى.
تضمنت الرسوم البيانية المختلفة سابقًا تكوينات مختلفة لنظام التبريد. الأمر نفسه ينطبق على التصميم الجديد. هذه المرة ، لإشعاع الحرارة الزائدة في الفضاء ، يُقترح استخدام ست لوحات - بواعث مثبتة على طول الجمالون على شكل ثلاث "طائرات" متوازية. في السابق ، تم تقديم تكوينات أخرى للمبرد ، بما في ذلك. مجاميع مساحة أكبر ، تشغل تقريبًا كامل طول الجمالون المحمل.
في تشرين الثاني (نوفمبر) من العام الماضي ، نشر استوديو تلفزيون روسكوزموس شريط فيديو يظهر احتمالية ظهور TEM في المستقبل مع محطة للطاقة النووية. كان هذا الإصدار من الوحدة مختلفًا بشكل خطير عن تلك الموضحة سابقًا. مع الاحتفاظ بالعمارة الخطية على أساس الجمالون المنزلق ، يجب أن يكون لمثل هذا TEM وحدات ذيل مصنوعة على شكل أسطوانة مفتوحة. في هذا النموذج ، يجب أن يتم تنفيذ محطة توليد الكهرباء والتبريد وما إلى ذلك.
من السهل أن ترى أن التخطيط الحالي لـ TEM يختلف أيضًا عن إصدار "العام الماضي" من المظهر. في الوقت نفسه ، في المظهر والتصميم ، هو أقرب بكثير إلى الإصدارات السابقة من المشروع.
التحديات الفنية
يتميز مشروع TEM بأعلى تعقيد تقني ولتنفيذه الناجح فمن الضروري حل الكثير من المشاكل الخاصة. لإنشاء مثل هذه الوحدة النمطية ، هناك حاجة إلى تصميمات جديدة للمكونات والتجمعات ، وتقنيات ومواد جديدة ذات خصائص خاصة. أدت الحاجة إلى حل كل هذه المشاكل إلى حقيقة أن تطوير محطة الطاقة النووية و TEM يتم تنفيذه من قبل عدد من الشركات من Roscosmos و Rosatom.
في أوقات مختلفة ، احتوت المواد المنشورة على إصدارات مختلفة من TEM ، ويمكن اعتبار سبب ذلك على وجه التحديد التعقيد العام للمشروع. أدى النجاح في إيجاد حلول لمشاكل معينة إلى تغييرات مقابلة في المظهر العام للوحدة. وفقًا لذلك ، يُظهر أحدث تخطيط لـ TEM من KB "Arsenal" الآراء الحالية حول المشروع.
وفقًا للبيانات المعروفة ، تم اختيار مفاعل نووي نيوتروني سريع مبرد بالغاز كأساس لمحطة الطاقة النووية. سيتم استخدام خليط الهيليوم-زينون في الدائرة الأولى لنظام التبريد. سيتم وضع وقود بدرجة عالية من التخصيب في القلب. ستصل درجة الحرارة الأساسية إلى 1500 درجة مئوية. من المخطط توفير أعلى موارد التصميم ، مما يسمح لـ TEM بالعمل لمدة 10-12 عامًا.
محطات الطاقة النووية من هذا النوع وبهذه الخصائص لم يتم إنشاؤها وتشغيلها بعد. لبناء مثل هذا الهيكل ، يلزم وجود مواد ذات مقاومة عالية للإجهاد الحراري والميكانيكي. من الضروري أيضًا وضع التصميم نفسه بحيث يكون للقوة المطلوبة أبعاد ووزن مقبولان.
هناك صعوبات في مجال أنظمة التبريد. يجب أن تقوم محطة الطاقة النووية من فئة ميغاوات بتبديد أحجام مماثلة من الطاقة الحرارية في الفضاء. لا يمكن للمشعات الحديثة لتكنولوجيا الفضاء أن تفتخر بعد بمثل هذه الخصائص. لذلك ، يسقط نظام تبريد محطة الفضاء الدولية في الفضاء تقريبًا. 70 كيلوواط من الطاقة الحرارية أقل بعدة مرات من تلك المطلوبة لمحطة الطاقة النووية و TEM.
يتم العمل على متغيرات مختلفة من مبردات TEM ، وهو ما ينعكس في الأشكال وأثناء تجميع النماذج. على ما يبدو ، تعتبر مجموعة من المشعات المسطحة في تصميم Arsenal حاليًا التصميم الأكثر ربحية مع الخصائص المثلى. ومع ذلك ، فمن المحتمل جدًا ألا يكون هذا النظام هو الإصدار النهائي.
على الرغم من كل الصعوبات ، تم تحقيق نجاحات ملحوظة في مشروع TEM. لذلك ، منذ عدة سنوات ، بدأت الاختبارات على محرك الصاروخ الكهربائي ID-500 ، المصمم خصيصًا لمحطة الطاقة النووية المستقبلية. في عام 2017 ، عمل هذا المنتج على المنصة لمدة 300 ساعة ، مما يدل على قوة 35 كيلو واط.
يتم إجراء تجميع واختبار المكونات الفردية لمحطة الطاقة النووية و TEM على أساس منتظم. على سبيل المثال ، تم اختبار نموذج أولي لنظام التبريد بالتنقيط العام الماضي. يتم اختبار المكونات الأخرى للمفاعل والأنظمة المساعدة ووحدة النقل والطاقة ككل.
نقل المستقبل البعيد
الهدف من المشاريع الحالية لمحطة الطاقة النووية و TEM هو إنشاء مجمع واعد قادر على حل مشاكل جديدة في الفضاء الخارجي. سيكون لوحدة النقل والطاقة مع مفاعل ومحرك صاروخي كهربائي مزايا مهمة على أنظمة الصواريخ ذات التصميمات التقليدية وستجعل من الممكن تنظيم مهمات جديدة بنجاح.
يعتبر المجال الرئيسي لتطبيق TEM هو الرحلات الجوية إلى الأجرام السماوية الأخرى. يُظهر NPP أعلى كفاءة في استهلاك الوقود وله دفعة خاصة فريدة من نوعها ، والتي تبسط الرحلات الجوية إلى القمر أو المريخ. يصبح من الممكن أيضًا زيادة الحمولة مقارنةً بالصواريخ وأنظمة الفضاء الحالية. ميزة مهمة في TEM هي القدرة على توفير الطاقة للحمل باستخدام الوسائل القياسية للوحدة.
ومع ذلك ، فإن الحصول على مثل هذه النتائج ممكن فقط في المستقبل البعيد. وفقًا للخطط الحالية ، ستبدأ اختبارات الطيران لـ TEM في التكوين الكامل في موعد لا يتجاوز نهاية العشرينيات. لا يمكن بدء العملية وإشراك الوحدة في العمل الحقيقي إلا في أوائل الثلاثينيات.
سيستمر عمل TEM لعدة سنوات أخرى ، وخلال هذا الوقت قد يخضع المشروع لتغييرات كبيرة. في هذا الصدد ، يمكن افتراض أن تخطيط الوحدة النمطية لـ MAKS-2019 سيتوقف قريبًا عن عكس المظهر الحقيقي للمنتج الذي يتم إنشاؤه. ومع ذلك ، فإن تغيير وجهات النظر حول الهيكل وعناصره سيؤدي إلى ظهور مواد توضيحية جديدة - بالفعل في المعارض التالية.
