โครงการหนึ่งของโซเวียต-รัสเซียที่มีความทะเยอทะยานที่สุดในด้านการสำรวจอวกาศนั้นใกล้จะเสร็จสมบูรณ์และกำลังเข้าสู่ขั้นตอนของการปฏิบัติจริงในทันที เรากำลังพูดถึงการสร้างโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ระดับเมกะวัตต์ การสร้างและทดสอบเครื่องยนต์ดังกล่าวสามารถเปลี่ยนสถานะของกิจการในพื้นที่ใกล้โลกได้อย่างมาก
โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ระดับเมกะวัตต์ (NPPU) เป็นโครงการร่วมของกลุ่มวิสาหกิจรัสเซียที่เป็นส่วนหนึ่งของ Roscosmos และ Rosatom โครงการนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อพัฒนาโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ระดับเมกะวัตต์ ได้รับการออกแบบมาโดยเฉพาะเพื่อติดตั้งยานอวกาศใหม่ที่มีชื่อการทำงาน TEM (โมดูลการขนส่งและพลังงาน) ผู้ดำเนินการหลักของงานในโครงการสร้างโรงไฟฟ้านิวเคลียร์คือ Federal State Unitary Enterprise "ศูนย์วิจัยที่ได้รับการตั้งชื่อตาม M. V. Keldysh" (มอสโก) เป้าหมายของโครงการที่ทะเยอทะยานคือการนำรัสเซียไปสู่ตำแหน่งผู้นำในการสร้างคอมเพล็กซ์พลังงานเพื่อวัตถุประสงค์ด้านอวกาศ ซึ่งมีประสิทธิภาพสูงและสามารถแก้ปัญหาที่น่าประทับใจในอวกาศได้ ตัวอย่างเช่น การสำรวจดวงจันทร์ เช่นเดียวกับดาวเคราะห์ที่อยู่ห่างไกลจากระบบสุริยะของเรา รวมถึงการสร้างฐานอัตโนมัติบนดวงจันทร์ด้วย
ปัจจุบันเที่ยวบินอวกาศในอวกาศใกล้โลกดำเนินการกับจรวดซึ่งมีการเคลื่อนไหวเนื่องจากการเผาไหม้เชื้อเพลิงจรวดของเหลวหรือของแข็งในเครื่องยนต์ เชื้อเพลิงจรวดเหลวแบ่งออกเป็นตัวออกซิไดเซอร์และเชื้อเพลิง ส่วนประกอบเหล่านี้อยู่ในถังต่างๆ ของจรวดในสถานะของเหลว การผสมส่วนประกอบต่างๆ เกิดขึ้นแล้วในห้องเผาไหม้ โดยปกติแล้วจะใช้หัวฉีด แรงดันเกิดขึ้นจากการทำงานของระบบดิสเพลสเมนต์หรือระบบปั๊มเทอร์โบ นอกจากนี้ ส่วนประกอบของจรวดยังใช้เพื่อทำให้หัวฉีดเครื่องยนต์จรวดเย็นลง เชื้อเพลิงจรวดแข็งยังแบ่งออกเป็นเชื้อเพลิงและตัวออกซิไดเซอร์ แต่จะอยู่ในรูปของส่วนผสมของของแข็ง
ในช่วงหลายทศวรรษที่ผ่านมา เทคโนโลยีการใช้เชื้อเพลิงจรวดประเภทนี้ได้พัฒนาจนสมบูรณ์แบบจนมีรายละเอียดที่เล็กที่สุดในหลายประเทศ ในเวลาเดียวกัน นักวิทยาศาสตร์จรวดเองก็ยอมรับว่าการพัฒนาเทคโนโลยีดังกล่าวต่อไปเป็นปัญหา Anatoly Perminov อดีตหัวหน้าสำนักงานอวกาศแห่งสหพันธรัฐรัสเซียกล่าวว่า: “พูดคร่าวๆ แล้ว ทุกอย่างถูกบีบออกจากเครื่องยนต์จรวดที่มีอยู่ ไม่ว่าจะเป็นของเหลวหรือของแข็ง ความพยายามที่จะเพิ่มแรงผลักดัน แรงกระตุ้นที่เฉพาะเจาะจงดูเหมือนจะสิ้นหวังเพียง เมื่อเทียบกับพื้นหลังนี้ โซลูชันทางเทคนิคอื่นๆ เป็นที่สนใจ ตัวอย่างเช่น โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ ซึ่งสามารถเพิ่มแรงขับและแรงกระตุ้นเฉพาะในบางครั้ง Anatoly Perminov ยกตัวอย่างของเที่ยวบินไปยังดาวอังคารซึ่งตอนนี้จำเป็นต้องบิน 1, 5-2 ปีที่นั่นและกลับมา ด้วยการใช้ระบบขับเคลื่อนนิวเคลียร์ เวลาบินจะลดลงเหลือ 2-4 เดือน
ในรัสเซียตั้งแต่ปี 2010 ได้มีการดำเนินโครงการเพื่อสร้างการขนส่งในอวกาศและโมดูลพลังงานโดยใช้โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ระดับเมกะวัตต์ที่ไม่มีการเปรียบเทียบใด ๆ ในโลก คำสั่งที่เกี่ยวข้องลงนามโดย Dmitry Medvedevสำหรับการดำเนินโครงการนี้จนถึงปี 2018 จากงบประมาณของรัฐบาลกลาง Roscosmos และ Rosatom มีการวางแผนที่จะจัดสรร 17 พันล้านรูเบิล 7, 2 พันล้านรูเบิลของจำนวนนี้ถูกจัดสรรให้กับรัฐ Rosatom สำหรับการสร้างโรงงานเครื่องปฏิกรณ์ (การวิจัย และสถาบันการออกแบบ Dollezhal Energy Technicians) 4 พันล้านรูเบิล - ไปยังศูนย์ Keldysh เพื่อการพัฒนาระบบขับเคลื่อนพลังงานนิวเคลียร์ 5.8 พันล้านรูเบิล - ถึง RSC Energia ซึ่งควรจะสร้างโมดูลการขนส่งและพลังงาน ตามโครงการอวกาศของรัฐบาลกลางใหม่ในปี 2559-2568 สำหรับงานต่อไปในโครงการคาดว่าจะจัดสรรอีก 22 พันล้าน 890 ล้านรูเบิล
งานทั้งหมดเหล่านี้ดำเนินการในรัสเซียไม่ใช่ตั้งแต่เริ่มต้น ความเป็นไปได้ของการใช้พลังงานนิวเคลียร์ในอวกาศได้รับการพิจารณาตั้งแต่กลางทศวรรษ 1950 โดยผู้เชี่ยวชาญรัสเซียที่มีชื่อเสียงเช่น Keldysh, Kurchatov และ Korolev ตั้งแต่ปี 1970 ถึงปี 1988 เพียงปีเดียว สหภาพโซเวียตได้ส่งดาวเทียมสำรวจมากกว่า 30 ดวงขึ้นสู่อวกาศ ซึ่งติดตั้งโรงไฟฟ้านิวเคลียร์พลังงานต่ำ เช่น บุษราคัมและบุค ดาวเทียมเหล่านี้ใช้ในการสร้างระบบเฝ้าระวังทุกสภาพอากาศสำหรับเป้าหมายพื้นผิวทั่วพื้นที่น้ำทั้งหมดของมหาสมุทรโลกรวมทั้งกำหนดเป้าหมายด้วยการส่งสัญญาณไปยังเสาบัญชาการหรือผู้ให้บริการอาวุธ - การลาดตระเวนและเป้าหมายพื้นที่ทางทะเลในตำนาน ระบบการกำหนด (1978). นอกจากนี้ ในช่วงปี 1960 ถึง 1980 เครื่องยนต์จรวดนิวเคลียร์ได้รับการพัฒนาและทดสอบในประเทศของเราที่ไซต์ทดสอบ Semipalatinsk หน่วยงาน TASS รายงาน
เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์-แปลง "บุษราคัม" (รุ่นลด)
ผู้เชี่ยวชาญเน้นถึงข้อดีดังต่อไปนี้ของระบบขับเคลื่อนพลังงานนิวเคลียร์:
- ความสามารถในการบินไปยังดาวอังคารใน 1, 5 เดือนและบินกลับ ในขณะที่เที่ยวบินที่ใช้เครื่องยนต์จรวดแบบธรรมดาอาจใช้เวลานานถึง 1, 5 ปีโดยไม่มีความเป็นไปได้ที่จะกลับมา
- โอกาสใหม่ในการศึกษาอวกาศใกล้โลก
- ความสามารถในการเคลื่อนที่และเร่งความเร็ว ตรงกันข้ามกับการติดตั้งที่สามารถเร่งความเร็วแล้วบินไปตามวิถีที่กำหนดเท่านั้น
- ลดค่าใช้จ่ายในการบำรุงรักษาซึ่งทำได้เนื่องจากทรัพยากรที่สูง การดำเนินงาน 10 ปีเป็นไปได้
- การเพิ่มขึ้นอย่างมากของมวลน้ำหนักบรรทุกที่เข้าสู่วงโคจรเนื่องจากไม่มีถังเชื้อเพลิงขนาดใหญ่
เมื่อวันที่ 20 กรกฎาคม 2014 ได้รับสิทธิบัตรของสหพันธรัฐรัสเซียภายใต้หมายเลข RU2522971 สำหรับ "โรงไฟฟ้านิวเคลียร์" (NPP) ผู้เขียนเป็นนักวิชาการ A. Koroteev ต่อมาที่นิทรรศการ "คำสั่งของรัฐ - เพื่อการจัดซื้อที่เป็นธรรม 2016", JSC "NIKIET" ตั้งชื่อตาม Dollezhal นำเสนอแบบจำลองของโรงปฏิกรณ์สำหรับโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ระดับเมกะวัตต์ เป็นที่ทราบกันดีอยู่แล้วว่าโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ที่กำลังพัฒนาในประเทศของเราประกอบด้วยองค์ประกอบหลักสามประการ: โรงปฏิกรณ์ที่มีของเหลวทำงานและอุปกรณ์เสริม เช่น เครื่องกำเนิด-คอมเพรสเซอร์กังหันและเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน-พักฟื้น ระบบขับเคลื่อนจรวดไฟฟ้าและตู้เย็นหม้อน้ำ (ระบบระบายความร้อนสู่อวกาศ) เมื่อพิจารณาถึงความคืบหน้าของงานแล้ว สหพันธรัฐรัสเซียมีโอกาสที่จะเป็นคนแรกที่ส่งยานอวกาศขึ้นสู่วงโคจร ซึ่งจะติดตั้งโรงไฟฟ้านิวเคลียร์
มีการวางแผนว่าจะมีการสร้างแบบจำลองของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ในเหล็กสำหรับการทดสอบภายในปี 2019 และเที่ยวบินแรกสู่อวกาศโดยใช้โรงไฟฟ้าดังกล่าวจะเกิดขึ้นในปี 2020 Dmitry Makarov ผู้อำนวยการ Institute of Reactor Materials (IRM, Sverdlovsk Region) บอกกับนักข่าวเมื่อเดือนเมษายน 2016 ว่าการทดสอบการบินครั้งแรกของระบบขับเคลื่อนอวกาศนิวเคลียร์มีการวางแผนสำหรับปี 2020 ในการตอบคำถามของนักข่าว TASS เขาตั้งข้อสังเกตว่าในอนาคตอันใกล้นี้ แท่นยืนต้นแบบของอุปกรณ์นี้จะถูกสร้างขึ้นในรัสเซีย และการทดสอบการบินครั้งแรกในอวกาศจะเกิดขึ้นในปี 2020 การติดตั้งคลาสเมกะวัตต์ดังกล่าวจะช่วยให้สามารถสร้างเครื่องยนต์นิวเคลียร์ไฟฟ้าอันทรงพลังที่สามารถเร่งความเร็วของยานพาหนะระหว่างดาวเคราะห์ให้เร็วขึ้น ในโครงการนี้ Rosatom กำลังสร้างหัวใจของโรงงานแห่งนี้ นั่นคือเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์
แบบจำลองของโรงปฏิกรณ์สำหรับโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ระดับเมกะวัตต์
จากข้อมูลของ Makarov IRM ประสบความสำเร็จในการทดสอบองค์ประกอบการนำความร้อน (TVEL) สำหรับการติดตั้งนี้ โดยระบุว่าองค์ประกอบเชื้อเพลิงเต็มขนาดได้รับการทดสอบแล้ว ซึ่งวางแผนไว้ว่าจะใช้ในเครื่องปฏิกรณ์ดังกล่าว Makarov ไม่ต้องสงสัยเลยว่าจากประสบการณ์และความสามารถของสถาบัน Roscosmos และ Rosatom จะสร้างระบบขับเคลื่อนพลังงานนิวเคลียร์ที่จะช่วยให้ประเทศของเราเข้าถึงดาวเคราะห์ระบบสุริยะของเราได้ไม่เพียงแค่ที่ใกล้ที่สุดเท่านั้น แต่ยังรวมถึงดาวเคราะห์ที่อยู่ห่างไกลจากระบบสุริยะของเราด้วย อันที่จริงแล้ว แพลตฟอร์มจะได้รับการพัฒนาด้วยความช่วยเหลือ ซึ่งจะสามารถดำเนินโครงการวิจัยอย่างจริงจังที่มุ่งศึกษาห้วงอวกาศได้
การพัฒนาโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ในรัสเซียมีประโยชน์ในทางปฏิบัติดังต่อไปนี้ ประการแรก นี่คือการขยายขีดความสามารถที่สำคัญของรัสเซียและมนุษยชาติโดยทั่วไป ยานอวกาศที่ใช้พลังงานนิวเคลียร์จะทำให้การเดินทางของมนุษย์ไปยังดาวอังคารและดาวเคราะห์ดวงอื่นเป็นจริง
ประการที่สอง เรือดังกล่าวจะช่วยส่งเสริมกิจกรรมของมนุษย์ในพื้นที่ใกล้โลกอย่างมีนัยสำคัญ ทำให้มีโอกาสที่แท้จริงในการเริ่มตั้งรกรากบนดวงจันทร์ (มีโครงการที่จะสร้างโรงไฟฟ้านิวเคลียร์บนดาวเทียมของโลกอยู่แล้ว) “การใช้โรงไฟฟ้านิวเคลียร์กำลังได้รับการพิจารณาสำหรับระบบอวกาศขนาดใหญ่ และไม่ใช่สำหรับยานอวกาศขนาดเล็กที่สามารถบินบนพื้นที่ติดตั้งประเภทอื่นโดยใช้เครื่องยนต์ไอออนหรือพลังงานลมสุริยะ มันจะเป็นไปได้ที่จะใช้ระบบขับเคลื่อนพลังงานนิวเคลียร์กับชักเย่อ interorbital ที่นำกลับมาใช้ใหม่ได้ ตัวอย่างเช่น ในการเคลื่อนย้ายสินค้าต่างๆ ระหว่างวงโคจรต่ำและวงโคจรสูง เพื่อทำการบินไปยังดาวเคราะห์น้อย นอกจากนี้ยังเป็นไปได้ที่จะส่งการสำรวจไปยังดาวอังคารหรือสร้างเรือลากจูงดวงจันทร์ที่นำกลับมาใช้ใหม่ได้” ศาสตราจารย์ Oleg Gorshkov กล่าว เรือดังกล่าวสามารถเปลี่ยนเศรษฐกิจทั้งหมดของการสำรวจอวกาศได้ ตามที่ผู้เชี่ยวชาญ RSC Energia ระบุไว้ ยานยิงที่ใช้พลังงานนิวเคลียร์จะสามารถลดค่าใช้จ่ายในการปล่อยสินค้าเข้าสู่วงโคจรรอบดวงจันทร์ได้มากกว่าสองเท่าเมื่อเทียบกับจรวดที่ติดตั้งเครื่องยนต์จรวดที่ขับเคลื่อนด้วยของเหลว
ประการที่สาม การพัฒนานี้เป็นเทคโนโลยีและวัสดุใหม่ ๆ ที่จะปรากฏขึ้นอย่างแน่นอนในระหว่างการดำเนินโครงการ พวกเขาสามารถนำไปใช้กับสาขาอื่น ๆ ของอุตสาหกรรมรัสเซีย - วิศวกรรมเครื่องกล, โลหะวิทยา ฯลฯ นี่เป็นโครงการที่ก้าวล้ำซึ่งหากดำเนินการสำเร็จแล้ว ก็สามารถเป็นแรงผลักดันใหม่ให้กับเศรษฐกิจรัสเซียได้