Транспортно-энергетический модуль на основе ядерной энергодвигательной установки мегаваттного класса
Развитие космонавтики неразрывно связано с ростом энергообеспечения космических аппаратов и расширением их функциональных возможностей. Энергетика космических аппаратов подразделяется на два основных направления: мощности для обеспечения движения космического аппарата и для электрообеспечения бортовой аппаратуры и полезной нагрузки. В обоих этих направлениях ведутся разработки использования ядерных технологий. На сегодняшний день переход на качественно новый уровень освоения человеком космического пространства и дальние полеты к другим планетам возможны только с использованием атомной энергии. В 2010 году в России стартовал инновационный проект по созданию транспортно-энергетического модуля (ТЭМ) с ядерной энергодвигательной установкой.
На основе преобразования тепла радиоактивного распада в электрическую энергию построены радиоизотопные термоэлектрические генераторы — РИТЭГи, стабильные и долговечные источники электроэнергии, способные работать в условиях космического холода и высоких радиационных полей планет-гигантов.
ТЭМ — качественно новое космическое транспортное средство, обеспечивающее:
возможность реализации экспедиций в дальний космос;
рост экономичности транспортных операций в космосе в 20 раз;
рост электрической мощности в космосе более, чем в 10 раз;
создание космических аппаратов с изменяемыми параметрами орбиты.
Принципиально новые задачи, эффективно решаемые в космосе с помощью ТЭМ:
эффективная реализация экспедиций на другие небесные тела (например, Луна, Марс) с созданием напланетных станций, т.е. осуществление экспедиций пребывания, а не посещения;
промышленное производство в космосе;
возможность изменения орбиты космического корабля;
создание эффективных систем для очистки космоса от мусора;
борьба с астероидной опасностью;
решение качественно новых задач в интересах обеспечения безопасности.
Ключевые инновационные технологии, разработанные Центром Келдыша в кооперации с другими предприятиями по проекту «ТЭМ»:
технологии эффективных систем преобразования тепловой энергии в электрическую;
технология создания высокоэффективных электроракетных двигателей большой мощности;
технология создания эффективных, в том числе бескаркасных, холодильников-излучателей;
технологии развертывания крупногабаритных конструкций в космосе;
технологии создания высокотемпературных жаропрочных конструкционных материалов.
Созданные технологии позволяют перейти к практическому использованию транспортно-энергетических систем на основе ядерных энергодвигательных установок.
Для выполнения инновационного проекта создана уникальная стендовая база, позволяющая проводить полномасштабные безъядерные испытания по наземной отработке составляющих узлов и элементов ТЭМ с тепловым имитатором ядерного реактора.