- Статьи
- Наука и техника
- По мирам пошли: в РФ предложили проект экспедиции на Марс на ядерных двигателях
По мирам пошли: в РФ предложили проект экспедиции на Марс на ядерных двигателях
Российские специалисты предложили концепцию миссии на Марс. Базовый сценарий предусматривает отправку двух кораблей — грузового и пилотируемого, которые предстоит собрать на околоземной орбите на высоте не ниже 900 км. Каждый аппарат будет оснащен установкой, состоящей из четырех модулей с ядерными двигателями. Концепция проработана до уровня расчетно-экспериментальных работ, однако для ее реализации необходимо создать систему закрытого выхлопа и разработать сверхтяжелую ракету-носитель. По оценке экспертов, подобный проект может быть осуществлен лишь как общечеловеческая задача, требующая международного сотрудничества.
Как ядерные двигатели помогут долететь до Марса
Полеты на Марс на протяжении многих лет остаются одной из ключевых задач мировой космонавтики. В России также прорабатываются варианты пилотируемой экспедиции на Красную планету. Об одном из них «Известиям» рассказала советник заместителя генерального директора научно-исследовательского и конструкторского центра НИКИЭТ имени академика Доллежаля (входит в госкорпорацию «Росатом») Елена Ромадова.
Работы по подготовке марсианской миссии велись на протяжении длительного периода как в нашей стране, так и за рубежом, уточнила она. Были изучены разные технологии и сценарии полета. По мнению специалистов, одно из наиболее перспективных решений связано с применением ядерных ракетных двигателей (ЯРД) и ядерных энергодвигательных установок (ЯЭРДУ). Они позволят преодолеть 225 млн км до Марса, а также обеспечат экспедицию необходимой электроэнергией.
Работы воплотились в детально проработанную дорожную карту, где каждая техническая задача — от сборки комплекса на радиационно безопасной орбите до запуска ядерных систем — решается с учетом современных требований и международных норм по ядерной и радиационной безопасности.
— В работах рассматривался так называемый бимодальный ядерный ракетный двигатель. Эта комбинированная двигательно-энергетическая установка выполняет две функции. Во-первых, она обеспечивает создание тяги за счет нагрева рабочего тела (водорода) в топливных каналах реактора. И во-вторых, вырабатывает электроэнергию с помощью турбокомпрессора-генератора. Источником тепла для преобразования энергии в электричество служит ядерный реактор, в котором теплоноситель нагревается от наружной поверхности топливных каналов, — пояснила Елена Ромадова.
Получаемая энергия необходима как для работы ядерного ракетного двигателя, так и для обеспечения бортовой аппаратуры межпланетного космического корабля, рассказала она.
В качестве базового варианта в проекте рассматривается двухкорабельный сценарий экспедиции на Марс, включающий грузовой и пилотируемый аппараты.
Какие космические корабли отправят на Марс
Согласно проекту, грузовой межпланетный корабль должен доставлять на Красную планету посадочный модуль с необходимым оборудованием и аппаратурой, тогда как в состав пилотируемого аппарата входят жилой и командно-лабораторный комплексы, а также модуль возвращения экипажа на Землю. Сборка межпланетных кораблей предполагается на околоземной орбите на высоте не ниже 900 км — это необходимо для соблюдения норм ядерной безопасности.
По словам Елены Ромадовой, в этой концепции маршевая энергодвигательная установка состоит из связки четырех одиночных модулей с ядерными двигателями тягой по 7 т каждый, холодильником-излучателем и семью баками с жидким водородом в качестве рабочего тела.
При этом для практической реализации концепции необходимо решить ряд крупных инженерных задач. Первая — создание системы закрытого выхлопа для безопасной утилизации водорода, что позволит перейти от открытых наземных испытаний, ранее применявшихся в СССР и США, к замкнутому циклу. Вторая — разработка сверхтяжелой ракеты-носителя грузоподъемностью не менее 100 т для вывода элементов конструкции на орбиту.
Кроме того, эксперт отметила, что базовые принципы, заложенные при разработке бимодального ядерного ракетного двигателя, легли в основу одного из ключевых современных проектов — создания ядерной энергодвигательной установки мегаваттного класса.
— Благодаря этому проекту в нашей стране в течение последних 15 лет были восстановлены прежние и освоены новые технологии. Также был выполнен комплекс расчетно-экспериментальных работ. Полученные результаты могут быть использованы при создании ядерного ракетного двигателя и космических ядерных энергоустановок, Кроме того, проект позволил восстановить кадровый потенциал отрасли, — добавила Елена Ромадова.
Таким образом, российские наработки — от опыта испытаний на Семипалатинском полигоне до современных проектов — сформировали значительный технологический задел.
Почему полет на Марс — задача общечеловеческого масштаба
— Чтобы лететь на Марс, нужно ответить на вопрос — зачем. Когда будет ясна цель, тогда станет понятен и формат экспедиции — какие типы кораблей, в каком количестве и в какие сроки нужны. Например, если задача не в установке «флага», а в освоении планеты, то главный поток составят грузовые перевозки. Сравните, например, с ситуацией на Земле. Оказывается, что грузов по планете перемещается в десятки раз больше, чем людей, — отметил эксперт космонавтики, советник гендиректора группы компаний «Геоскан» Андрей Ионин.
Освоение Марса — это общечеловеческая задача, требующая кооперации всех стран. В этой связи ведущую роль могут играть государства, обладающие компетенциями в создании ракет сверхтяжелого класса, тогда как остальные страны будут сосредоточены на решении вопросов, соответствующих их возможностям и технологическому уровню, считает научный руководитель Московского космического клуба Иван Моисеев.
— Освоение Красной планеты на начальном этапе целесообразно осуществлять с помощью автоматических станций и роботизированных систем. Пилотируемый полет пока не имеет практического смысла, но в будущем эта миссия позволит человечеству освоить новые рубежи. Но ни Россия, ни США, ни Китай, ни частный бизнес не потянут проект по отдельности — только совместными усилиями. Полет на Марс проще осуществить с Луны, когда там появится нужная инфраструктура, — отметил он.
Планеты — это «гравитационные колодцы», доставлять на них грузы и вывозить обратно — энергозатратно и сложно. Поэтому в ближайшей перспективе разумнее осваивать Луну, астероиды и спутники планет, а также строить крупные станции и фабрики на орбите, добавил эксперт.
При этом концепция «двупланетной цивилизации», призванная обеспечить безопасность человечества, по его мнению, несостоятельна: изолированные базы на Марсе окажутся уязвимыми к внешним угрозам — от конфликтов до эпидемий и других рисков, уже существующих на Земле.
В разные годы в разработке ядерных ракетных двигателей приняли участие предприятия «Роскосмоса» и «Росатома», а также НИЦ «Курчатовский институт».
