Выбор редакции

Олег Макаренко, Русские космические корабли с ядерными двигателями

Россия разрабатывает ядерные ионно-ксеноновые двигатели для дальних космических полётов. В соответствии с картой проекта, уже к 2018 году наши учёные планируют в 30 раз повысить уровень электрической мощности космических систем:

http://atominfo.ru/newsc/l0499.htm

Первую стадию разработки техпроекта ядерного космического двигателя мегаваттного класса наши учёные завершат уже в этом году. Технические решения по выбору конкретной конструкции ТВЭЛ и реактора уже выбраны:

http://atominfo.ru/newsb/k0856.htm



Идея применения ядерных двигателей на космических аппаратах не нова: решение о разработке ядерных ракетных двигателей в СССР в 1960-е годы принимали еще академики Мстислав Келдыш, Игорь Курчатов и Сергей Королев. Подобные разработки велись не только в СССР, но и в США.

На заре космической эпохи ученые пытались создать ядерный ракетный двигатель, в котором рабочее тело, создававшее тягу, нагревалось непосредственно в реакторе. Однако такие установки давали "выхлоп" крайне высокой радиоактивности.

Новый проект предполагает использование ионных электрореактивных двигателей, в которых реактивная тяга создается за счет ускоренного электрическим полем потока ионов.
Ядерный реактор "поставляет" необходимый для этого процесса электрический ток, и радиоактивные вещества не попадают во внешнюю среду.

Предполагается, что рабочим телом в двигателе будет ксенон.


Всего на разработку выделено 17 миллиардов рублей. Это небольшие для России деньги: для сравнения, на модернизацию нашей армии уйдёт в тысячу раз большая сумма.

Как мы будем использовать эти двигатели?

Для начала, ядерный двигатель пригодится нам во время пилотируемого полёта на Марс. Люди не умеют впадать в спячку: поэтому долгие месяцы в обычном космическом корабле будут для них слишком суровым испытанием, на грани смертельного. С ядерными же двигателями время полёта к Марсу сократится в разы.

При этом в процессе подготовки к этой исторической экспедиции будут решаться и другие принципиальные проблемы дальних перелётов. Например, уже сейчас разрабатывается система защиты кораблей от солнечной радиации:

http://atominfo.ru/newsc/l0053.htm

Специальные сверхпроводящие магниты будут двойной спиралью опоясывать корабль, а создаваемое ими магнитное поле будет защищать астронавтов от космических лучей.

Отмечу, что ядерный космический двигатель — это полностью российский проект:

http://www.nikiet.ru/index.php?option=com_content&view=article&id=426%3A-2012-280812&catid=6&Itemid=5

Технологии американцев — нашего единственного полноценного конкурента в космосе — пока не позволяют им продвинуться в разработке собственного варианта ядерной тяги.

Поэтому NASA сейчас удовлетворяется тем, что готовит к запуску в космос обычные реакторы — реакторы для выработки электричества. В настоящее время насисты корпят над проектом реактора для лунной базы. Если первый в истории США чернокожий президент не похерит окончательно экономику своей могучей страны, эта база будет построена на Луне к 2020 году. Питать её будет маленький традиционный реактор мощностью в 40 Киловатт:

http://atominfo.ru/news/air6608.htm

Для полноразмерной базы, конечно же, этого будет недостаточно. Наши учёные считают, что для нормальных размеров базы на другом небесном теле нужна будет на три порядка большая мощность — около 25 Мегаватт:

http://www.nikiet.ru/index.php?option=com_content&view=article&id=434%3A2012-28092012&catid=6&Itemid=5

Впрочем, для небольшой научно-исследовательской миссии вполне хватит и американского реактора.

В любом случае, на нашей родной планете мы уже вовсю ходим вокруг гигаваттной планки. К примеру, очень перспективный реактор нового поколения, который сейчас разрабатывают наши учёные, будет только в первой своей реализации иметь мощность в 300 Мегаватт:

http://ru.wikipedia.org/wiki/БРЕСТ

Это реактор так называемого «замкнутого цикла»: он значительно безопаснее, дешевле и чище реакторов, которые стоят в современных АЭС.

На разработку новых «земных» реакторов Россия выделяет уже довольно серьёзные ресурсы. Только прямые инвестиции в ядерный центр в Дмитровграде составят 120 миллиардов рублей:

http://expert.ru/2011/10/19/nteres-k-atomu/

Что важно, вполне конкретные результаты центр в Дмитровграде даёт уже сейчас. Например, в следующем году Россия полностью закроет дефицит молибдена-99 на мировом рынке (этот изотоп используется в медицине).

А в 2013 году в Дмитровграде открывается Центр медицинской радиологии, рассчитанный на лечение около 40 тысяч человек в год.

Россия сейчас является безусловным лидером в атомной энергетике. Практически все перспективные разработки делаются именно в нашей стране.

Например, сейчас ведётся работа над реакторной установкой СВБР-1000. Этот реактор на быстрых нейтронах будет построен в течение ближайших четырёх лет. При помощи таких реакторов можно будет быстро и относительно недорого создавать так называемые «малые АЭС» по всему миру:

http://expert.ru/2011/02/8/yadernyij-reaktor-v-kazhdyij-dom/

Строиться такой реактор будет всего лишь два года, а срок его эксплуатации будет составлять 60 лет. Мощность реактора можно будет выбирать в пределах 100-400 Мегаватт.

Представьте, крупное производство в какой-нибудь труднодоступной местности. Рядом — небольшой город. Где брать электричество?

Ставим малую АЭС на основе СВБР-1000 — и вопрос решён. В ближайшие тридцать лет рынок таких установок составит, по оценкам экспертов, 300-600 миллиардов долларов. 

Для сравнения, эти цифры больше, чем все доходы бюджета Российской Федерации в текущем году.

Кстати, покупать малые АЭС будет у нас, в частности, Канада. Три года назад они отказались от своего проекта с говорящим названием SLOWPOKE:

http://en.wikipedia.org/wiki/SLOWPOKE_reactor

Правительства большинства других стран не видят особого смысла финансировать собственные проекты в атомной сфере. Они понимают, что соревноваться на этом поле с Россией уже нереально. Куда как проще и эффективнее присоединяться к нашим проектам.

К 2019 году в России будет построен исследовательский реактор МБИР на быстрых нейтронах. Исследователи из США и других стран уже записываются в очередь, чтобы проводить на нём эксперименты:

http://www.nikiet.ru/index.php?option=com_content&view=article&id=426%3A-2012-280812&catid=6&Itemid=5

Ещё один исследовательский реактор — ПИК — был запущен в конце прошлого года. Первые физические эксперименты начнут проводиться там через год.

Продолжаем мы и международную работу по термоядерному реактору. Реальных результатов в обозримом будущем ждать там не приходится, однако участие в программе ITER позволяет находить интересные с инженерной точки зрения решения, которые наши специалисты используют уже в практичных, промышленных реакторах.

Если вы запутались во всём этом выводке атомных проектов, вот небольшой перечень некоторых перспективных разработок:

http://www.atominfo.ru/newsc/l0523.htm

Итак, сейчас Россия успешно проводит сразу две революции в ядерной энергетике.

Во-первых, это проект «Прорыв» — безопасные и экономичные реакторы на быстрых нейтронах, которые будут работать по замкнутому циклу:

http://izvestia.ru/news/532115

Во-вторых, это проект мегаваттного космического реактора, который позволит нам начать полноценное освоение других планет.

Что важно, это не просто планы и мечты. Огромная часть работ уже проведена, а с разработок прошлых лет мы уже успешно получаем большие деньги.

Вот вам, например, свежая новость.

«Росатом» начал полномасштабное наступление на Европу. Вскоре мы начинаем поставки ядерного топлива на шведскую АЭС «Рингхальс-3», а если переговоры с французами пойдут по плану, то мы будем поставлять топливо и в сердце европейского атома — во Францию:

http://expert.ru/2012/11/26/nastuplenie-na-konkurentov/?n=66992

Очень сильны наши позиции на рынке Китая, который не перестаёт вводить в эксплуатацию всё новые и новые АЭС. Строим мы АЭС и в Индии. И знаете, что самое интересное?

Когда говорят про космос, в первую очередь вспоминают недорогую американскую игрушку «Курьёзити». Когда говорят про инновации, разумеется, думают про последний айфон.

Однако про тот обширнейший пласт технологий, в котором мы не просто сильны, а являемся неоспоримым лидером, никто не знает. Потому что, увы, в искусстве самопиара наша страна пока ещё отстаёт от западного мира на много корпусов.

Собственно, я не настоящий сварщик. Внутри действующей атомной станции я был всего лишь раз в жизни, три года назад:

http://fritzmorgen.livejournal.com/192571.html

Мой короткий обзор — в котором наверняка специалисты найдут кучу неточностей — я сделал скорее от отчаяния, потому что считаю, что хоть кто-нибудь должен был об этом написать.

И, кстати, раз уж речь зашла об исследованиях, я хочу поблагодарить вас за ваше участие в работе над открытым корпусом текстов, про который я писал в предыдущем посте. Статистика проекта показывает, что над разметкой текста сегодня работает на 250 человек больше, чем вчера.