Al nostre país, continua el desenvolupament d’un mòdul de transport i energia TEM amb una central nuclear de classe megawatt (NPPU). L’aparició d’aquest model, apte per al seu funcionament, repercutirà greument en el desenvolupament posterior de l’astronàutica nacional i mundial. Mentrestant, TEM es troba en fase de disseny i recentment es va mostrar al públic un model d’aquest producte en la seva forma actual.
Exposició MAKS-2019
En els darrers anys, diversos materials sobre els sistemes de propulsió de TEM i d’energia nuclear s’han publicat repetidament. Entre altres coses, els desenvolupadors van mostrar dibuixos amb la possible aparença d'aquesta mostra. A finals d’agost, en el marc del saló MAKS-2019, va tenir lloc la primera demostració del nou disseny de TEM, que reflectia les opinions actuals sobre aquest projecte. El model era present al pavelló Roscosmos de l’estand de l’Arsenal KB.
La versió actual del disseny TEM difereix notablement de les versions demostrades anteriorment, però conserva certes funcions. En particular, s'han conservat les disposicions generals sobre el conjunt d'unitats i els enfocaments del disseny. Al mateix temps, hi ha una sèrie de diferències característiques.
L’element més gran del mòdul de taulers és una armadura telescòpica de quatre seccions amb una secció circular, que és la base per muntar les unitats. El seu cap està equipat amb una armadura cònica i un compartiment tancat. Als laterals de l'armadura hi ha sis panells de refrigeració. La secció de la cua del TEM es fa en forma de cos rectangular tancat. El ferm principal està fixat a la part frontal, els panells solars als laterals. El casc alberga un nou tipus de motor coet i altres unitats.
Nou i vell
Anteriorment, en publicacions sobre el tema del TEM i els sistemes de propulsió d’energia nuclear, apareixien imatges amb equips d’aspecte diferent. Segons una de les versions posteriors del projecte, el mòdul d'energia de transport s'hauria de basar en una armadura lliscant longitudinal amb una secció transversal quadrada i un gran allargament, que facilita el llançament del producte en òrbita. Es col·loca un compartiment amb un reactor a la seva secció de capçalera, un motor de coet elèctric i altres sistemes col·locats en suports desplegables a la secció de cua. Es va planejar col·locar equips de refrigeració al llarg de la branca de suport.
El disseny de KB "Arsenal" té una sèrie de trets característics i difereix de les imatges anteriors. En primer lloc, es distingeix pel disseny de l’encavallada principal i la disposició de les unitats. La nova versió del TEM es caracteritza per una armadura portant més massiva d’un disseny diferent. També va perdre els braços de la cua en forma de X, desplegats en vol i portant alguns dels instruments.
El disseny del disseny permet canviar el disseny. Potser ara el gran cos de la cua conté no només un motor de coet elèctric, sinó també un reactor nuclear amb sistemes acompanyants. En aquest cas, el cos del cap més petit es pot utilitzar per allotjar sistemes de control o altres equips.
Anteriorment, diferents diagrames presentaven diferents configuracions del sistema de refrigeració. El mateix s'aplica al nou disseny. Aquesta vegada, per irradiar l'excés de calor a l'espai, es proposa utilitzar sis panells-emissors instal·lats al llarg de l'armadura en forma de tres "plans" paral·lels. Anteriorment, s’oferien altres configuracions més fresques, incl. agregats d’una àrea més gran, que ocupen gairebé tota la longitud de l’encavallada del rodament.
Al novembre de l’any passat, l’estudi de televisió Roskosmos va publicar un vídeo que mostrava la possible aparició d’un futur TEM amb una central nuclear. Aquesta versió del mòdul era seriosament diferent de les demostrades anteriorment. Tot i que es conservava l’arquitectura lineal basada en una armadura lliscant, aquest TEM havia de tenir unitats de cua fetes en forma de cilindre obert. En aquesta forma, s’hauria d’haver realitzat la central elèctrica, la refrigeració, etc.
És fàcil veure que el disseny actual del TEM també difereix de la versió de l'aspecte "l'any passat". Al mateix temps, en aparença i disseny, és molt més proper a les versions anteriors del projecte.
Reptes tècnics
El projecte TEM es distingeix per la major complexitat tècnica i per a la seva implementació amb èxit és necessari resoldre molts problemes especials. Per crear aquest mòdul, es necessiten nous dissenys de components i conjunts, noves tecnologies i materials amb característiques especials. La necessitat de resoldre tots aquests problemes ha provocat que diverses empreses de Roscosmos i Rosatom realitzin el desenvolupament de centrals nuclears i TEM.
En diferents moments, els materials publicats contenien diferents versions de TEM, i la raó d'això es pot considerar precisament la complexitat general del projecte. L’èxit en la solució de determinats problemes va provocar canvis corresponents en l’aspecte general del mòdul. En conseqüència, la versió més recent del TEM de KB "Arsenal" mostra les vistes actuals del projecte.
Segons dades conegudes, es va triar un reactor nuclear de neutrons ràpids refrigerat per gas com a base de la central nuclear. S'utilitzarà una barreja d'heli-xenó al primer circuit del sistema de refrigeració. El combustible amb un major grau d’enriquiment es col·locarà al nucli. La temperatura del nucli arribarà als 1500 ° K. Està previst proporcionar el recurs de disseny més alt, cosa que permetrà que el TEM funcioni durant 10-12 anys.
Encara no s’han creat i explotat centrals nuclears d’aquest tipus i amb aquestes característiques. Per a la construcció d’aquesta estructura, es requereixen materials amb alta resistència a les tensions tèrmiques i mecàniques. També és necessari elaborar el disseny en si mateix perquè, amb la potència necessària, tingui unes dimensions i un pes acceptables.
Hi ha dificultats en el camp dels sistemes de refrigeració. La central nuclear d’una classe de megawatts ha de dissipar volums comparables d’energia tèrmica a l’espai. Els radiadors moderns per a tecnologia espacial encara no poden presumir d’aquestes característiques. Per tant, el sistema de refrigeració ISS cau a l’espai aprox. 70 kW d’energia tèrmica és diverses vegades inferior a la necessària per a la central nuclear i TEM.
S'estan elaborant diferents variants de refrigeradors per TEM, que es reflecteixen a les figures i durant el muntatge dels models. Pel que sembla, un conjunt de radiadors plans a la disposició d’Arsenal es considera actualment el disseny més rendible i amb unes característiques òptimes. No obstant això, és molt possible que aquest sistema no sigui la versió final.
Malgrat totes les dificultats, s'han aconseguit èxits notables dins del projecte TEM. Així, fa uns quants anys es van iniciar les proves del motor coet elèctric ID-500, creat específicament per a la futura central nuclear. El 2017, aquest producte va funcionar a l’estand durant 300 hores, mostrant una potència de 35 kW.
El muntatge i la prova de components individuals de la central nuclear i del TEM es realitzen regularment. Per exemple, l'any passat es va provar un prototip de sistema de refrigeració per degoteig. S'estan provant altres components del reactor, sistemes auxiliars i el mòdul de transport i potència en general.
Transport del futur llunyà
L’objectiu dels projectes actuals de central nuclear i TEM és crear un complex prometedor capaç de resoldre nous problemes a l’espai exterior. El mòdul de transport i potència amb reactor i motor de coet elèctric tindrà importants avantatges respecte als sistemes de coets de dissenys tradicionals i permetrà organitzar amb èxit noves missions.
Es considera que l’esfera principal de l’aplicació TEM són els vols a altres cossos celestes. El NPP mostra la major eficiència de combustible i té un impuls específic únic, que simplifica els vols a la Lluna o a Mart. També es pot augmentar la càrrega útil en comparació amb els coets i els sistemes espacials actuals. Una característica important del TEM és la capacitat de subministrar energia a la càrrega mitjançant els mitjans estàndard del mòdul.
No obstant això, l'obtenció d'aquests resultats només és possible en un futur llunyà. Segons els plans actuals, les proves de vol del TEM en plena configuració començaran abans de finals dels anys vint. L'inici de l'operació i la participació del mòdul en el treball real només són possibles a principis dels anys trenta.
El treball TEM continuarà diversos anys més i, durant aquest temps, el projecte pot experimentar canvis significatius. En aquest sentit, es pot suposar que la disposició del mòdul per a MAKS-2019 aviat deixarà de reflectir l’aspecte real del producte que s’està creant. No obstant això, un canvi de visió sobre l'estructura i els seus elements conduirà a l'aparició de nous materials de demostració, ja a les properes exposicions.
