Как российские ядерные двигатели помогут людям найти в космосе новый дом
Почему космическим программам не обойтись без ядерной энергии и какую роль в разработке сверхмощных двигателей играет Росатом
Советский старт
Человечество покорило околоземную орбиту и стремится дальше — осваивать соседние планеты и новые миры за пределами Солнечной системы. В этом не только научный и экономический интерес. Люди по своей природе — изобретатели и первооткрыватели, и космос манит их извечной тягой к удивительному и неизвестному.
Воплотить мечту о далеких космических путешествиях человечество вряд ли сможет без использования ядерной энергии. Только она позволит космическим кораблям путешествовать на гигантские расстояния.
Исторически в СССР это осознали раньше всех. Над российским ядерным ракетным двигателем (ЯРД) начали работать еще в 1947 году. А в 1958-м на Семипалатинском ядерном полигоне началось строительство первого объекта программы ЯРД — импульсного графитового реактора (ИГР).
Руководство работами над ЯРД возложили на Игоря Курчатова и его коллег-академиков. Знаменитый «отец» советской атомной бомбы был одним из основоположников использования ядерной энергии в мирных целях.
Воплотить мечту о далеких космических путешествиях человечество вряд ли сможет без использования ядерной энергии. Только она позволит космическим кораблям путешествовать на гигантские расстояния.
Исторически в СССР это осознали раньше всех. Над российским ядерным ракетным двигателем (ЯРД) начали работать еще в 1947 году. А в 1958-м на Семипалатинском ядерном полигоне началось строительство первого объекта программы ЯРД — импульсного графитового реактора (ИГР).
Руководство работами над ЯРД возложили на Игоря Курчатова и его коллег-академиков. Знаменитый «отец» советской атомной бомбы был одним из основоположников использования ядерной энергии в мирных целях.
Игорь Курчатов
© Росатом
© Росатом
На ИГР в 1962—1964 годах советские ученые проводили эксперименты, результаты которых ошеломили всех.
Одним из основных показателей ЯРД является температура водорода на выходе из реактора. Исследователи доказали, что она может достичь порядка 3000 Кельвинов. Это было намного больше, чем считалось возможным. А значит, ядерные ракетные двигатели могут быть по крайней мере вдвое эффективнее жидкостных ракетных двигателей на топливе водород-кислород. И это без огромных запасов топлива, которые нужны ракетам, используемым сегодня.
Одним из основных показателей ЯРД является температура водорода на выходе из реактора. Исследователи доказали, что она может достичь порядка 3000 Кельвинов. Это было намного больше, чем считалось возможным. А значит, ядерные ракетные двигатели могут быть по крайней мере вдвое эффективнее жидкостных ракетных двигателей на топливе водород-кислород. И это без огромных запасов топлива, которые нужны ракетам, используемым сегодня.
В дело вступает НИКИЭТ
С момента создания в 1952 году Научно-исследовательский и конструкторский институт энерготехники (НИКИЭТ) разрабатывал ядерные энергетические установки для подводных лодок. Но вскоре перед ним поставили еще одну сложную и очень важную задачу.
Под руководством директора Николая Доллежаля НИКИЭТ должен был сконструировать уникальный исследовательский реактор ИВГ.1. Главным конструктором выступил Владилен Уласевич. С помощью ИВГ.1 ученые планировали проводить полномасштабные исследования тепловыделяющих сборок ЯРД.
Под руководством директора Николая Доллежаля НИКИЭТ должен был сконструировать уникальный исследовательский реактор ИВГ.1. Главным конструктором выступил Владилен Уласевич. С помощью ИВГ.1 ученые планировали проводить полномасштабные исследования тепловыделяющих сборок ЯРД.
ИВГ-1М
© Росатом
© Росатом
Интересный факт:
Пуск реактора состоялся в 1975 году, а сами исследования длились 13 лет. За это время на ИВГ.1 были получены результаты, приблизиться к которым не смог никто в мире до сих пор.
Пуск реактора состоялся в 1975 году, а сами исследования длились 13 лет. За это время на ИВГ.1 были получены результаты, приблизиться к которым не смог никто в мире до сих пор.
Например, в США, где разработки ЯРД начались на год позже, чем в СССР, ученые добились максимальной температуры водорода на выходе из реактора 2550 К. А вот советские исследователи — 3150 К.
Что важно, этот результат обеспечивает удельный импульс тяги (показатель эффективности двигателя) более 900 секунд. С таким мощным показателем можно отправить пилотируемую экспедицию на Марс, говорят исследователи.
В рамках исследований ЯРД в стране было сделано много опережающих время исследований и разработок. Российской космической отрасли еще предстоит ими воспользоваться.
Что важно, этот результат обеспечивает удельный импульс тяги (показатель эффективности двигателя) более 900 секунд. С таким мощным показателем можно отправить пилотируемую экспедицию на Марс, говорят исследователи.
В рамках исследований ЯРД в стране было сделано много опережающих время исследований и разработок. Российской космической отрасли еще предстоит ими воспользоваться.
Физики-ядерщики
© РИА Новости
© РИА Новости
Атом в действии
У ядерной энергии в космосе существуют как минимум две принципиальные сферы применения. Она может служить для создания тяги в ядерных ракетных двигателях. Но также ядерную энергию можно преобразовывать в тепло и электроэнергию, питающую космические аппараты и спутники для работы различных бортовых приборов.
Работать над вторым направлением в стране начали еще в 1960-е годы. Изобретения в этой области стали практически сразу применять на деле.
Советские ученые разработали ядерные энергоустановки «Бук», «Топаз», «Енисей» и «Ромашка». Первые две использовались в космосе как источники питания для советских спутников. С 1970 по 1988 год наша страна запустила 32 аппарата с термоэлектрической ядерной энергоустановкой.
Работать над вторым направлением в стране начали еще в 1960-е годы. Изобретения в этой области стали практически сразу применять на деле.
Советские ученые разработали ядерные энергоустановки «Бук», «Топаз», «Енисей» и «Ромашка». Первые две использовались в космосе как источники питания для советских спутников. С 1970 по 1988 год наша страна запустила 32 аппарата с термоэлектрической ядерной энергоустановкой.
Реактор-преобразователь «Ромашка»
© РИА Новости
© РИА Новости
Еще одна важная советская разработка — радиоизотопные термоэлектрические генераторы (РИТЭГи). Они напрямую преобразуют энергию атомного ядра в электрическую без ядерных реакторов. В этом их огромный плюс (но и минус тоже: РИТЭГи обладают малой мощностью и низким КПД).
Первые советские РИТЭГи запустили в космос в составе спутников в 1965 году. Кстати, генераторами такого типа были снабжены и американские «Вояджеры», «Пионеры», «Викинги» и другие космические аппараты.
Первые советские РИТЭГи запустили в космос в составе спутников в 1965 году. Кстати, генераторами такого типа были снабжены и американские «Вояджеры», «Пионеры», «Викинги» и другие космические аппараты.
Интересный факт:
Российский прибор ДАН с нейтронным генератором работает на борту марсохода Curiosity. Он изучает состав марсианского грунта и уже выяснил, что в отдельных местах на Красной планете содержание воды достигает 6%. Это столько же, сколько в пустынях на Земле.
Российский прибор ДАН с нейтронным генератором работает на борту марсохода Curiosity. Он изучает состав марсианского грунта и уже выяснил, что в отдельных местах на Красной планете содержание воды достигает 6%. Это столько же, сколько в пустынях на Земле.
Перспективы
Ядерная энергия уже работает на космических аппаратах и спутниках. Исследователи ожидают, что в недалеком будущем фантастика станет реальностью — человечество начнет использовать в космических перелетах ядерные двигатели.
Современные разработки российских атомщиков для космоса частично засекречены, как и должно быть. Известно, что НИКИЭТ им. Н. А. Доллежаля, который входит в состав Росатома, продолжает работать для космической отрасли.
Современные разработки российских атомщиков для космоса частично засекречены, как и должно быть. Известно, что НИКИЭТ им. Н. А. Доллежаля, который входит в состав Росатома, продолжает работать для космической отрасли.
Марсоход Curiosity
3D визуализация
3D визуализация
С 2010 по 2018 год НИКИЭТ по указу президента работал над атомной сердцевиной для транспортно-энергетического модуля — мощного космического буксира для перемещения грузов. Для важнейшей разработки были привлечены ведущие предприятия Росатома, институты РАН, учебные вузы и многие другие предприятия. Научным руководителем проекта был НИЦ «Курчатовский институт».
В будущем эта разработка поможет решить такие амбициозные задачи, как полет на Марс (за месяц, а не за год!) и экспедиции к дальним планетам Солнечной системы, а в рамках «бытовой» жизни ее можно будет применять для борьбы с астероидной опасностью или очистки околоземного пространства от космического мусора.
В будущем эта разработка поможет решить такие амбициозные задачи, как полет на Марс (за месяц, а не за год!) и экспедиции к дальним планетам Солнечной системы, а в рамках «бытовой» жизни ее можно будет применять для борьбы с астероидной опасностью или очистки околоземного пространства от космического мусора.
Еще больше об атомной промышленности — на сайте www.atom75.ru
Читайте также:
«Лидеры» во льдах: как атомные ледоколы помогают России в покорении Арктики →
Какую роль играет Россия в строительстве искусственного Солнца на Земле →
Как Россия реализует один из главных мировых проектов в атомной энергетике →
Как российские ядерные двигатели помогут людям найти в космосе новый дом →
Поделиться проектом
