Луна-Венера-Юпитер: РФ и США сошлись в гонке космических буксиров

Российский атомный «Нуклон» будет готов к межпланетной одиссее в 2030 году

3283
Луна-Венера-Юпитер: РФ и США сошлись в гонке космических буксиров
Фото: National Aeronautics & Space Adm/Global Look Press
Материал комментируют:

«Роскосмос» потратит 4,2 млрд. рублей на разработку космического ядерного буксира для полетов к другим планетам Солнечной системы. Об этом 12 октября сообщило РИА «Новости» со ссылкой на материалы госзакупок.

Как уточняет агентство, госкорпорация в рамках опытно-конструкторской работы «Нуклон» намерена разработать аванпроект по созданию космического комплекса с транспортно-энергетическим модулем на основе ядерной энергетической установки.

Ранее, в сентябре, исполнительный директор «Роскосмоса» по перспективным программам и науке Александр Блошенко рассказал, что атомный космобуксир «Нуклон» в 2030 году будет запущен к одному из спутников Юпитера.

На первом этапе миссии буксир состыкуется в космосе с модулем полезной нагрузки и отправится к Луне, где проведёт ее зондирование и оставит на ее орбите научно-исследовательский спутник. На втором этапе связка космического буксира и модуля полезной нагрузки полетит к Венере, причем на пути к планете возможно проведение испытаний по дозаправке буксира топливом (газом ксенон). У самой Венеры от модуля полезной нагрузки также отделится исследовательский спутник, а сам буксир с оставшейся научной аппаратурой совершит гравитационный маневр и перейдет к осуществлению третьего этапа миссии по перелету к конечной точке — спутнику Юпитера и его исследованию.

Читайте также
Кошмар для США и Израиля: Российская С-400 на страже ядерной бомбы Ирана Кошмар для США и Израиля: Российская С-400 на страже ядерной бомбы Ирана Уже через неделю юридических препятствий для подобной сделки Москвы и Тегерана не останется

Конструктивно буксир будет представлять собой транспортно-энергетический модуль с открытой архитектурой. Его главные особенности — способность автономно вырабатывать энергию за счет ядерного реактора мегаваттного класса в течение длительного времени и возможность перевозить различные полезные нагрузки. Охлаждение реактора будет осуществляться холодильником-излучателем капельного типа. Корабль будет оснащен ионным маршевым двигателем ИД-500 мощностью 32−35 кВт и маневровыми двигателями.

Напомним, разработки ядерной энергетической установки для создания межорбитального буксира велись с 1970-х годов РКК «Энергией» совместно с рядом предприятий. В 2009-м работы активизировались под патронатом Дмитрия Медведева, в 2019-м макет космического буксира впервые показали на Международном авиакосмическом салоне (МАКС).

Причем, Россия не единственная, кто ведет разработки в этом направлении. В сентябре 2020 года в Америке объявили о планах создать ядерную двигательную установку для полетов в ближнем космосе. Управление перспективных исследовательских проектов Министерства обороны США (DARPA) выделило $ 14 млн. компании Gryphon Technologies на создание демонстрационной ракеты. Новая ракета позволит американским военным оперировать космическими аппаратами в пространстве, которое простирается до орбиты Луны.

Кроме того, месяц назад компания General Atomics Electromagnetic Systems анонсировала аналогичный проект ракеты с ядерной двигательной установкой для подготовки пилотируемого полета на Марс.

Что стоит за гонкой космических буксиров, выиграет ли ее Россия?

— В СССР разработки космических ядерных энергетических установок в 1970-е уже точно велись, хотя не уверен, что страна на тот момент была лидером в этих разработках, — отмечает научный сотрудник НИИЯФ МГУ, заместитель главного конструктора комплекса научной аппаратуры Василий Петров. — Замечу, в СССР и России такие разработки были закрытыми — до сих пор информации по ним мало. Но США рассекретили часть материалов, из которых видно: американцы испытывали в космосе работу различных ядерных установок.

Проблема в подобных испытаниях, кстати, только одна. Если запускать аппараты с ядерными установками поближе, чтобы легче было отрабатывать конструкцию, всегда есть риск их падения на Землю. Понятно, это не самый приятный сценарий.

Главный плюс ядерных космических установок — они дают приличную энергетику на орбите. В этом случае не нужны километровые солнечные панели. Минус — такие установки сильно греются, и их надо охлаждать.

Если речь идет о чем-то более-менее стационарном, можно развесить большие радиаторы и ждать, что реактор потихоньку охладится. Но если конструкция должна двигаться — как в случае с буксиром — возникает множество технологических проблем.

Читайте также
Эксперт Дура: За 7 минут польские ракеты долетят до базы ВМФ в Балтийске Эксперт Дура: За 7 минут польские ракеты долетят до базы ВМФ в Балтийске В Варшаве грозятся потопить Балтийский флот

В космосе, понятно, нет сопротивления атмосферы, но солнечный ветер там все-таки дует. Если площадь радиаторов охлаждения будет составлять несколько сотен квадратных метров, солнечный ветер может дать «сдувающий» момент. Плюс, инерцию никто не отменял — а инерция массивных радиаторов может быть существенной. Подозреваю, именно с такими проблемами наши инженеры и столкнулись, когда проектировали эту штуку.

Подчеркну, с ядерной установкой, скорее всего, проблем нет. У нас уровень технологий по этой тематике, пожалуй, ведущий в мире. Но остальные системы космического буксира — сложная задача. Наверняка инженеры справятся, вопрос только в том, сколько им потребуется на это времени и сил.

«СП»: — Зачем вообще нужен межорбитальный буксир?

— Чтобы активно двигать космический аппарат в космосе, всегда нужно тратить топливо. Доставлять его на орбиту сложно и дорого. Поэтому для спутников с длительным сроком существования, которым необходимо корректировать свою позицию — для спутников связи на геостационарной орбите — используются так называемые плазменные двигатели.

В таких двигателях затраты топлива на создание удельного импульса — собственно, момента движения, — очень низкие. Топливом служат тяжелые газы типа ксенона. Газ сильно ионизируется и разгоняется в электрическом поле. Из-за этого плазменные двигатели требуют очень-очень много электричества.

У геостационарного спутника проблем с энергией нет. Ему двигатели не нужны постоянно, у него основной потребитель — это передающая радиоаппаратура, питающаяся от солнечных батарей. Если спутнику нужно подвинуться — аппаратура выключается и включается плазменный двигатель, только и всего.

Но если нужно нудно и долго куда-то пыхтеть — например, к Луне или к Марсу, — нужно как-то обеспечивать двигатель электричеством. К тому же, если мы регулярно летаем на Луну и назад — эффективность солнечных батарей примерно одинакова. Но если мы летим к Марсу — от Солнца удаляемся — эффективность батарей падает.

Поэтому для дальних межпланетных миссий всегда используют ядерные установки. Скажем, так сделано на американских межпланетных станциях Pioneer и Voyager.

Проблема в том, что ядерный реактор — очень тяжелая штука. У него всегда есть защита и система охлаждения. Стало быть, речь сразу идет о громоздком и тяжелом космическом аппарате. Такой аппарат удобно использовать для перетаскивания с орбиты одной планеты на орбиту другой каких-то полезных грузов.

Подчеркну: чтобы оправдать такой буксир экономически, нужны регулярные тяжелые объекты, которые буксир будет таскать туда-сюда.

«СП»: — Что это могут быть за объекты?

— Здесь можно лишь обратиться к научной фантастике. Скажем, если бы мы добывали на Луне полезные ископаемые, буксир мог бы обеспечить доставку грузов с окололунной орбиты на околоземную — и наоборот. Естественно, без посадки — тяжелый буксир на планету не посадишь.

Есть ли у нашей космической отрасли подобные планы, не знаю. Но по логике, я не вижу подобных задач. Разве что постройка лунной базы — но и это одноразовая, по сути, операция.

Тем более, буксир непригоден для доставки людей из-за радиации. Не знаю, какого уровня защиту от собственного излучения реактора удалось добиться нашим инженерам, но подозреваю, что фон будет значительным.

«СП»: — Но вот американцы заговорили о пилотируемом полете на Марс на корабле с ядерной установкой…

— По идее, в этом случае реактор нужно отодвинуть на сотни метров от жилого модуля, что делает конструкцию еще более громоздкой. Я не в курсе американских программ. Те научные задачи, которые сейчас более-менее реально обсуждаются, — связанные с Марсом и более дальними планетами, — не требуют выведения в космос десятков тонн грузов, тем более, не требуют регулярного грузооборота.

«СП»: — «Роскосмос» на пилотируемые полеты не замахивается, он говорит о маршруте Луна-Венера-Юпитер. Это оправданно?

— Луна все-таки представляется наиболее разумным проектом под нужды буксира. Скажем, если речь о строительстве целого лунного города на десятки и сотни человек, в рамках широкого международного сотрудничества. Замечу, база на обратной стороне Луны — с точки зрения науки — безумно интересна. Луна в этом случае экранирует оборудование от всего земного излучения. Для исследования дальнего космоса — это просто идеальное место. Но опять же, я не слышал о серьезных предложениях на эту тему.

Читайте также
Русский «Охотник» обещают отправить на охоту через пять лет Русский «Охотник» обещают отправить на охоту через пять лет Ударный беспилотник обойдется госбюджету в 6 миллиардов

На счет Венеры — честно говоря, тяжелый ядерный буксир в качестве средства доставки сомнителен. Большую часть реальных задач по изучению Венеры можно решить аппаратами весом в несколько тонн. Конечно, их можно туда доставить и буксиром, но это попахивает микроскопом, которым заколачивают гвозди.

«Роскосмос», насколько я понимаю, предлагает в 2030-м использовать буксир как космическую «маршрутку»: доставить аппараты на Луну, Венеру и спутник Юпитера за один рейс. Возможно, это более целесообразно экономически, но здесь возникают другие сложности.

Все-таки пока любая космическая миссия — это уникальная разовая задача, к которой подходят индивидуально. В случае с буксиром я не уверен, что получится организационно увязать несколько масштабных и сложных проектов — задачу освоения Луны, исследования Венеры, исследования «внешней» планеты Солнечной системы. Боюсь, само увязывание таких проектов в один космический рейс — огромная проблема, по сравнению с которой создание буксира покажется цветочками.

«СП»: — Получается, космический буксир не нужен?

— Вовсе нет. Если Россия сделает и запустит такой буксир — это будет очень продуктивно. Одно только создание эффективной системы охлаждения, способной отводить большое количества тепла в космосе, или решение задачи защиты от радиации — даже только эти решения будут чрезвычайно полезны для освоения космоса. Именно поэтому я не считаю траты на космический буксир бессмысленными.

Последние новости
Цитаты
Геннадий Зюганов

Председатель ЦК КПРФ

Владислав Шурыгин

Военный публицист, постоянный член Изборского клуба

Михаил Делягин

Доктор экономических наук, член РАЕН, публицист

Комментарии
Фоторепортаж дня
Новости Жэньминь Жибао
В эфире СП-ТВ
Фото
Цифры дня