الساحبة النووية الفضائية. TEM في MAKS-2019
معرض MAKS-2019
في السنوات الأخيرة ، تم نشر مواد مختلفة عن TEM ومحطات 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 توضيحي لتصميم TEM الجديد ، مما يعكس وجهات النظر الحالية حول هذا المشروع. كان التصميم موجودًا في جناح Roscosmos في منصة KB Arsenal.
يختلف الإصدار الحالي من مظهر TEM بشكل ملحوظ عن الإصدارات السابقة ، ولكنه يحتفظ ببعض ميزاتها. على وجه الخصوص ، تم الحفاظ على الأحكام العامة لتخطيط الوحدات ونهج التصميم. ومع ذلك ، هناك عدد من الاختلافات المميزة.
أكبر عنصر في وحدة اللوح هو تروس تلسكوبي من أربعة أقسام من مقطع عرضي دائري ، وهو الأساس لتركيب الوحدات. جزء رأسه مجهز بجمالون مخروطي الشكل ومقصورة مغلقة. تم تثبيت ستة ألواح من نظام التبريد على جوانب المزرعة. يتكون الجزء الخلفي من TEM على شكل جسم مستطيل مغلق. المزرعة الرئيسية مثبتة عليها من الأمام ، الألواح الشمسية على الجانبين. يتم وضع نوع جديد من محركات الصواريخ ووحدات أخرى في العلبة.
جديد و قديم
في السابق ، في المنشورات حول موضوع TEM ومحطات الطاقة النووية ، ظهرت صور ذات مظهر مختلف. وفقًا لإحدى الإصدارات اللاحقة من المشروع ، يجب أن تعتمد وحدة النقل والطاقة على دعامة منزلقة طولية ذات مقطع مربع واستطالة عالية ، مما يسهل إطلاق المنتج في المدار. يوجد في رأسه حجرة بها مفاعل ، في الجزء الخلفي - محرك صاروخي كهربائي وأنظمة أخرى موضوعة على دعامات قابلة للتوسيع. تم التخطيط لوضع مرافق التبريد على طول الجمالون الداعم.
يحتوي التصميم من KB "Arsenal" على عدد من الميزات المميزة ويختلف عن الصور القديمة. بادئ ذي بدء ، يتميز بتصميم المزرعة الرئيسية وتخطيط الوحدات. يتميز الإصدار الجديد من TEM بدعامة دعم أكثر ضخامة بتصميم مختلف. كما فقد أذرع الذيل على شكل X والتي تفتح أثناء الطيران وتحمل بعض الأدوات.
يسمح لك تصميم التخطيط بافتراض حدوث تغيير في التخطيط. من الممكن الآن أن يستوعب جسم ذيل كبير ليس فقط محرك صاروخي كهربائي ، ولكن أيضًا مفاعلًا نوويًا بأنظمة ذات صلة. في هذه الحالة ، يمكن استخدام غطاء الرأس الأصغر لإيواء أنظمة التحكم أو غيرها من المعدات.
تضمنت المخططات المختلفة سابقًا تكوينات مختلفة لأنظمة التبريد. الأمر نفسه ينطبق على التصميم الجديد. هذه المرة ، لإشعاع الحرارة الزائدة في الفضاء ، يُقترح استخدام ست لوحات باعث مثبتة على طول الجمالون في شكل ثلاث "طائرات" متوازية. في السابق ، تم اقتراح تكوينات أخرى للمبرد ، بما في ذلك. مجاميع من مساحة أكبر ، تشغل تقريبًا كامل طول الجمالون الداعم.
في تشرين الثاني (نوفمبر) من العام الماضي ، نشر استوديو تلفزيون روسكوزموس شريط فيديو يُظهر المظهر المحتمل لـ TEM المستقبلي مع محطات الطاقة النووية. كان هذا الإصدار من الوحدة مختلفًا بشكل خطير عن تلك الموضحة سابقًا. مع الحفاظ على بنية خطية تعتمد على الجمالون المنزلق ، كان من المفترض أن يكون لمثل هذا TEM وحدات ذيل مصنوعة على شكل أسطوانة مفتوحة. في هذا النموذج ، يجب إكمال محطة الطاقة والتبريد وما إلى ذلك.
نسخة مبكرة من تخطيط TEM. رسم RSC Energia / kosmolenta.com
من السهل ملاحظة أن التخطيط الحالي لـ TEM يختلف أيضًا عن إصدار "العام الماضي" من المظهر. في الوقت نفسه ، في مظهره وتصميمه ، فهو أقرب بكثير إلى الإصدارات السابقة من المشروع.
التحديات الفنية
يتميز مشروع TEM بأعلى تعقيد تقني ولتنفيذه الناجح من الضروري حل الكثير من المهام الخاصة. لإنشاء مثل هذه الوحدة النمطية ، هناك حاجة إلى تصميمات جديدة للوحدات والتجمعات وتقنيات ومواد جديدة ذات خصائص خاصة. أدت الحاجة إلى حل كل هذه المشاكل إلى حقيقة أن تطوير محطات الطاقة النووية و TEMs يتم تنفيذه من قبل عدد من المؤسسات من Roscosmos و Rosatom.
في أوقات مختلفة ، كانت هناك إصدارات مختلفة من TEM موجودة في المواد المنشورة ، ويمكن اعتبار التعقيد العام للمشروع هو سبب ذلك. أدى النجاح في إيجاد حلول لمشاكل معينة إلى تغييرات مقابلة في المظهر العام للوحدة. وفقًا لذلك ، يُظهر أحدث تخطيط 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 الهليوم-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 تبدد محطة طاقة نووية من فئة ميغاوات كميات مماثلة من الطاقة الحرارية في الفضاء. لا يمكن للمشعات الحديثة لتكنولوجيا الفضاء أن تفتخر بعد بمثل هذه الخصائص. لذلك ، فإن نظام التبريد ISS يفرغ تقريبًا. 70 كيلوواط من الطاقة الحرارية أقل بعدة مرات مما هو مطلوب لمحطات الطاقة النووية و TEMs.
يتم العمل على أنواع مختلفة من مبردات TEM ، وهو ما ينعكس في الرسومات وعند تجميع النماذج بالأحجام الطبيعية. على ما يبدو ، تعتبر مجموعة المشعات المسطحة في تصميم Arsenal حاليًا التصميم الأكثر فائدة مع الأداء الأمثل. ومع ذلك ، فمن المحتمل جدًا ألا يكون هذا النظام هو الإصدار النهائي.
مع كل الصعوبات ، في إطار مشروع TEM ، تم تحقيق نجاح ملحوظ. لذلك ، قبل بضع 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 ، حيث أظهر قوة 35 كيلو واط.
يتم إجراء تجميع واختبار المكونات الفردية لمحطة الطاقة النووية و TEM بانتظام. على سبيل المثال ، في العام الماضي تم اختبار نموذج بالحجم الطبيعي لنظام التبريد بالتنقيط. يتم اختبار المكونات الأخرى للمفاعل والأنظمة المساعدة ووحدة النقل والطاقة ككل.
نقل المستقبل البعيد
الهدف من محطة الطاقة النووية الحالية ومشروعات TEM هو إنشاء مجمع واعد قادر على حل المشكلات الجديدة في الفضاء الخارجي. سيكون لوحدة النقل والطاقة مع المفاعل ومحرك الدفع الكهربائي مزايا مهمة مقارنة بأنظمة الصواريخ التقليدية وستجعل من الممكن تنظيم مهام جديدة بنجاح.
تعتبر الرحلات الجوية إلى الأجرام السماوية الأخرى المجال الرئيسي لتطبيق TEM. تُظهر محطة الطاقة النووية أعلى كفاءة في استهلاك الوقود ولديها دفعة خاصة فريدة من نوعها ، والتي تبسط الرحلات الجوية إلى القمر أو المريخ. هناك أيضًا فرصة لزيادة الحمولة مقارنةً بأنظمة الصواريخ والفضاء الحالية. ميزة مهمة في TEM هي القدرة على تشغيل الحمل 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 المجهز بالكامل في موعد لا يتجاوز نهاية العشرينيات. لا يمكن إطلاق العملية وإشراك الوحدة في العمل الحقيقي إلا في أوائل الثلاثينيات.
سيستمر العمل على TEM لعدة سنوات أخرى ، وخلال هذا الوقت قد يخضع المشروع لتغييرات ملحوظة. 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 التصميم وعناصره سيؤدي إلى ظهور مواد توضيحية جديدة - بالفعل في المعارض التالية.
معلومات