S’està desenvolupant un dels projectes més agosarats dels darrers anys en el camp de la tecnologia espacial i hi ha motius per donar bones notícies. Recentment es va conèixer la finalització dels treballs del projecte "Creació d'un mòdul de transport i energia basat en una central nuclear d'una classe de megawatts". Ara els científics han de dur a terme una sèrie de treballs posteriors i el resultat final serà l'aparició d'un mòdul complet i adequat per al seu ús.
Informe de treball
A finals de juliol, Roskosmos va aprovar un informe del 2018 que indicava les principals àrees d’activitat i els èxits de l’organització. Entre altres coses, l'informe esmenta el projecte "Creació d'un mòdul de transport i energia basat en una central nuclear de classe megawatt", desenvolupat en el marc del Programa estatal "Activitats espacials de Rússia per al període 2013-2020".
Segons l'informe, aquest projecte es va acabar l'any passat. Com a part d’aquest treball, es va preparar documentació de disseny, es van fabricar i provar productes individuals. Mentre parlem dels components de la futura disposició del prototipus terrestre del mòdul de transport i energia (TEM).
El treball sobre la creació de TEM no s’atura aquí. Totes les activitats posteriors es duran a terme en el marc del programa espacial federal existent. Malauradament, l'informe Roscosmos no proporciona detalls tècnics del projecte TEM en la seva forma actual i tampoc no indica el moment del treball. Tot i això, aquestes dades es coneixen per altres fonts.
Història del número
Segons l'informe de Roscosmos, els treballs sobre TEM continuen i aviat haurien d'entrar en una nova etapa. Això vol dir que els plans per crear un coet i una tecnologia espacial fonamentalment nova, aprovats fa gairebé deu anys, es compliran en un futur previsible.
La idea d’un mòdul de transport i energia basat en una central nuclear (NPP) en la seva forma actual es va proposar el 2009. El desenvolupament d’aquest producte l’haurien de dur a terme les empreses de Roscosmos i Rosatom. El paper principal del projecte el tenen Rocket and Space Corporation Energia i el Federal State Unitary Enterprise Keldysh Center.
El 2010 es va iniciar el projecte i es van iniciar els primers treballs de recerca i disseny. En aquell moment, es va argumentar que els components principals de la central nuclear i del TEM estarien preparats a finals de la dècada. El disseny preliminar del TEM es va preparar el 2013. El 2014 es van iniciar les proves dels components de la central nuclear i del motor iònic ID-500. En el futur, hi va haver nombrosos informes de diversos treballs i èxits. Es van construir i provar diversos elements de la central nuclear i del TEM, a més de cercar àrees d’aplicació de la nova tecnologia.
A mesura que es va desenvolupar el projecte TEM, les imatges que mostren l’aspecte aproximat d’aquest producte es van publicar regularment en fonts obertes. La darrera vegada que aquests materials van aparèixer al novembre de l'any passat. És curiós que aquesta versió de l’aspecte fos notablement diferent de les anteriors, tot i que tenia alguna similitud en les característiques bàsiques.
Característiques tècniques
El mòdul de transport i energia es considera un vehicle polivalent per treballar a l’espai, tant en òrbites terrestres com en altres trajectòries. Amb la seva ajuda, en el futur es preveu llançar la càrrega útil a òrbites o enviar-la a altres cossos celestes. A més, TEM es pot utilitzar per al manteniment de naus espacials o per combatre les restes espacials.
TEM rebrà encavallades de càrrega corredisses, a causa de les quals es proporcionaran les dimensions necessàries. A les finques es proposa muntar una unitat de potència amb instal·lació de reactors, complex d’instrumentació i muntatge, instal·lacions d’acoblament, plaques solars, etc. A la secció de la cua del mòdul, s’ubicaran els motors coets elèctrics de creuer i derivació. La càrrega útil es transportarà mitjançant dispositius d’acoblament.
El component principal del TEM és la central nuclear d’una classe de megawatts, que s’ha desenvolupat des del 2009. El reactor de la instal·lació s’ha de distingir per una resistència especial a les càrregues de temperatura, que s’associa a modes especials de funcionament. Es va seleccionar una barreja d'heli-xenó com a refrigerant. La potència tèrmica de la instal·lació arribarà als 3,8 MW i la potència elèctrica - 1 MW. Per abocar l'excés de calor, es proposa utilitzar un radiador per degoteig.
L'electricitat d'una instal·lació nuclear s'ha de subministrar a un motor de coet elèctric. Un prometedor motor iònic ID-500 es troba en fase de proves. Amb una eficiència de fins al 75%, hauria de mostrar una potència de 35 kW i una empenta de fins a 750 mN. Durant les proves del 2017, el producte ID-500 va funcionar a l’estand durant 300 hores a una potència de 35 kW.
Segons les dades d’anys anteriors, el TEM en posició de treball tindrà una longitud superior a 50-52 m amb un diàmetre (per a encavallades obertes i elements sobre ells) superior a 20 m. La massa és com a mínim de 20 tones. O diversos vehicles de llançament amb posterior muntatge. Aleshores, la càrrega útil s’ha d’acoblar amb ella. La vida útil del disseny, limitada per la vida útil del reactor, és de 10 anys.
Grans perspectives
La característica principal d’un TEM amb una central nuclear, que el distingeix fonamentalment d’altres tecnologies espacials i de coets, és l’impuls específic més alt. L’ús d’una central elèctrica especial i d’un motor de coet elèctric permet obtenir els paràmetres d’empenta necessaris amb un consum mínim de combustible nuclear. Per tant, TEM, en teoria, és capaç de resoldre problemes inaccessibles als sistemes de coets tradicionals alimentats amb combustible químic.
Gràcies a això, es fa possible utilitzar més activament els motors de manteniment i derivació durant tot el vol. En particular, això permet utilitzar camins de vol més favorables cap a altres cossos celestes. La vida útil de 10 anys permet utilitzar TEM diverses vegades en diferents missions, reduint el cost d’organitzar-los. En general, l’aparició de sistemes com el TEM amb una central nuclear donarà a la cosmonautica noves oportunitats en tots els àmbits d’activitat principals.
Els motors TEM estàndard han d’utilitzar només una part de l’electricitat dels sistemes generadors. En conseqüència, queda un gran marge de potència adequat per a l’ús de l’equip objectiu.
No obstant això, també hi ha desavantatges importants. En primer lloc, és la necessitat de desenvolupar tota una gamma de noves tecnologies i la complexitat general del projecte. Com a resultat, la creació d’un TEM requereix molt de temps i finançament adequat. Per tant, el projecte Roscosmos s’ha desenvolupat durant uns deu anys, però l’aplicació pràctica del TEM acabat encara és en un futur llunyà. El cost total del projecte s’estima en 17.000 milions de rubles.
L’ús d’una central nuclear comporta greus restriccions en diverses etapes. Per exemple, provar una central nuclear acabada o TEM en el seu conjunt només és possible en òrbites, cosa que minimitzarà els danys derivats de possibles situacions d’emergència. El mateix s'aplica a l'operació d'un mòdul de transport i energia ja fabricat.
Futur pròxim
Segons les darreres notícies, el desenvolupament del projecte "Creació d'un mòdul de transport i energia basat en una central nuclear de classe megawatt" s'ha completat amb èxit. Algunes maquetes necessàries per a les proves ja estan llestes. En els propers anys, les empreses de Roskosmos i Rosatom hauran de dur a terme una sèrie de treballs importants amb aquests i altres productes.
Es preveu construir el prototip de vol del TEM entre 2022 i 2323. Després d’això, haurien de començar diverses proves, que trigaran uns quants anys. S’espera el llançament complet de l’operació TEM el 2030.
A finals de juny es va conèixer la preparació del lloc per al funcionament del TEM. Aquests equips es llançaran des del cosmodrom Vostochny. No fa gaire, es va convocar un concurs per al desenvolupament i construcció d’un conjunt d’instal·lacions per a la preparació de naus espacials i un mòdul de transport i energia. La documentació de disseny del complex tècnic s’hauria de desenvolupar el 2025-26. Està previst que la construcció comenci el 2027 i la posada en servei es realitzi el 2030. El cost del contracte és de 13.200 milions de RUB.
Per tant, diversos treballs sobre el tema de la tecnologia avançada de coets i espacials amb centrals nuclears continuaran durant la propera dècada. Algunes organitzacions hauran de completar el desenvolupament i provar el mòdul de transport i energia, mentre que d’altres prepararan la infraestructura per al seu funcionament. Basat en els resultats de tots aquests treballs, el 2030 la indústria espacial russa tindrà a la seva disposició una tecnologia fonamentalment nova amb àmplies capacitats. Tot i això, la complexitat de totes les etapes d’un programa prometedor pot conduir a un canvi en el calendari.
