Космический ядерный буксир
(От редакции: информация к размышлению)
        Покидая пост главы «Роскосмоса», Дмитрий Рогозин дал понять, что главным проектом отрасли он считает перспективный топливно-энергетический модуль (ТЭМ) «Зевс», известный как ядерный буксир. Рогозин сказал, что орбиту будущей национальной станции РОСС следует скорректировать под нужды модуля «Зевс». В техзадании к проекту ядерного буксира говорится о 510 – так сейчас летает МКС. По словам Рогозина, орбиту служебной станции по-прежнему планируют сделать высокоширотной, но уже не приполярной. Такие изменения нужны для того, чтобы «Зевс» было удобнее запускать к Луне и в дальний космос, а космонавты могли обеспечить его сборку и обслуживание. «Я абсолютно убеждён в необходимости контроля экипажем за раскрытием этого буксира, потому что, если что-то не раскроется, это катастрофа, потеря практически всей машины. Поэтому космонавты должны не просто контролировать, а иметь возможность вмешаться в случае необходимости», – говорил Рогозин.
        Эксперты отмечают, что «Зевс» рассчитан на сборку на орбите без участия космонавтов. Однако, Рогозин предложил использовать РОСС для подстраховки на случай, если на ядерном буксире что-то не так сработает. Для этого РОСС и «Зевс» нужно выводить на орбиту с одинаковым наклонением к плоскости экватора. Ядерный буксир планируют выводить на радиационно безопасную высоту – около 900 км. РОСС будет летать гораздо ниже – на 300 – 350 км. Благодаря этой этажности пилотируемый «Орёл» сможет отстыковаться от РОСС и, выполнив несколько маневров, подлететь к «Зевсу», находящемуся на более высокой орбите. Космонавты, выйдя в открытый космос, смогут выполнить необходимые работы на «Зевсе» и вернуться обратно.
        Космическим комплексом «Нуклон», частью которого является «Зевс», занимаются около десяти лет. По крайней мере, часть российского космического менеджмента явно воспринимает «Зевс» как наиболее интересный отечественный проект, под который целесообразно подстроить другие, включая национальную орбитальную станцию. Насколько можно судить, «Зевс» сегодня действительно едва ли не главный космический проект для российской науки. И возможный ответ космическим программам США и Китая, которые уже ушли далеко вперёд. Концепция ТЭМ – это электрические (ионные) двигатели на ядерной энергетической установке (ЯЭУ). Такие двигатели очень долго разгоняют (гораздо дольше, чем химические ракетные), а потом долго тормозят. Зато ТЭМ несоизмеримо «долговечнее», его «энерговооружённость» не зависят от освещённости Солнцем. Аппарат может без проблем слетать на другую планету и вернуться обратно.
        На коротких дистанциях ЯЭУ проигрывает в эффективности ракетам на жидком или твёрдом топливе. Американцы добирались до Луны за несколько дней – «Зевсу» для этого, по некоторым оценкам, понадобится 200 суток (по 100 на разгон и торможение), что исключает возможность пилотируемых полётов с ТЭМ. Но чем дальше планета, тем больше выгода ядерной технологии. Буксир в итоге набирает высокую скорость. До Юпитера «Зевс» долетит за полтора года, а американскому «Старшипу» потребуется три.
       Создание космического ядерного двигателя не проблема для России. СССР уже запускал в космос аппараты с ядерной установкой. Один из них упал на территорию Канады в 1978-м, вызвав локальное радиоактивное заражение. Однако предстоит решить ряд инженерных задач. Одна из них – охлаждение. Предлагают монтаж холодильных установок, излучающих лишнее тепло в космическое пространство. Это подразумевает, в частности, правильный подбор материалов и размеров радиатора (чем ниже температура, тем больше площадь холодильника-излучателя, и наоборот). Применять ТЭМ собираются по-разному. Среди вариантов – сбор космомусора, доставка АЭС на Марс, работа ретранслятором, борьба со спутниками и даже защита Земли от метеорита.
        Спутники летают максимум на 36 тысячах километров, на геостационарной орбите. Перетаскивать ядерным буксиром на эту орбиту космические аппараты тоже неэффективно, поскольку «Зевс» набирает скорость медленно. А вот для исследования планет, таких как Юпитер и Сатурн и других, астероидов, комет – его использовать вполне рационально. По плану первая миссия «Зевса» начнётся в 2030-м и продлится до 2034-го, 50 месяцев. Модуль, включая реактор, по частям будет выведен на орбиту с Восточного. В космосе ТЭМ будет собран и отправлен к Юпитеру. По пути аппарат завернёт к Луне и Венере, в том числе ради гравиманевра.
        В настоящее время финансируется лунная программа. Запланированы четыре запуска автоматических лунных станций – и это на сегодня всё. На миссию к Венере по проекту «Венера Д» деньги ещё не выделены. Больше пока никаких проектов по исследованию дальнего космоса не утверждено и в Федеральной космической программе нет. Наверное, как только забрезжит впереди реальные полёты «Зевса», возникнут и соответствующие проекты. Однако, полезно заблаговременно выявить «слабые звенья» «Зевса» и постараться их устранить. Обладая запасом энергии на длительный срок работы, «Зевс» для создания тяги должен расходовать рабочее тело (ксенон), запас которого он несёт в себе. Понятно, что благодаря высоким скоростям истечения расход рабочего тела ЭРД значительно меньше, чем в химическом РД, но и в этом случае запасы рабочего тела конечны.
        Запас рабочего тела может быть пополнен из атмосферы «попутных» планет. Это не просто и конструктивно, и динамически, ведь нужно войти в атмосферу так, чтобы и рабочего тела набрать, и не сгореть. Экзосферы планет содержат ионизированные газы, поэтому наилучшей защитой и воронкой для забора рабочего тела может быть магнитное поле транспортно-энергетического модуля, выполняющее и роль воронки, направляющей ионы внутрь модуля, и роль защитной оболочки.
В оглавление