Гениальный конструктор Сергей Королёв писал в 1960 году: «Скоро… появятся многоместные корабли-спутники экскурсионного назначения. Любознательные космические туристы в воскресный день смогут обстоятельно осмотреть с них весь земной шар. Пусть это сегодня ещё фантазия, но в нашей жизни действительность иногда обгоняет самую смелую мечту».
Похоже, Королёв ясно видел то, о чём писал. И уже совсем скоро можно будет стоять перед дилеммой: слетать ли в субботу позагорать на Марс или же посетить модный кратер на Луне? Для этих целей в Росатоме трудятся над созданием ядерного космического двигателя мегаваттного класса.
Задача, конечно, не из легких. Она гораздо сложнее, чем у барона Мюнхгаузена: он, как известно, летал на Луну на раскалённом пушечном ядре. Нам же в ближайшем будущем обещают комфортабельные корабли.
Сегодня в планах учёных – создание новой многоразовой пилотируемой системы для межпланетных перелётов, облёт Луны, строительство на околоземной орбите космической сборочной платформы для межпланетных комплексов и подготовка полёта на Марс. Этими задачами занимаются Роскосмос и Росатом.
Почему сегодня снова встаёт вопрос освоения других планет Солнечной системы? Что тому причиной?
На химических двигателях далеко не уедешь
На Земле сегодня проживают почти 7 млрд. человек. По прогнозам ООН, к середине XXI века численность населения Земли может достичь 10 млрд. человек. К этому моменту никакие земные ресурсы и в первую очередь энергетические не смогут удовлетворить потребностей населения Земли. Единственным выходом будет промышленно-энергетическая экспансия в космос. Средством его освоения является ракетная техника. Однако на химических двигателях крупные задачи не решишь. Поэтому единственным средством промышленной экспансии человека в космос будет ядерная энергия.
Три «К»
Немного космической истории. В 1959 г. в Институте атомной энергии состоялась знаменательная встреча трех «К» – «отца» атомной бомбы Игоря Курчатова, директора Института прикладной математики Мстислава Келдыша и космического конструктора Сергея Королёва. Они приняли решение о строительстве испытательного комплекса с исследовательским ядерным реактором ИВГ-1 для работы в космосе. Местом был выбран Семипалатинский полигон. Там были построены специальные шахты. Реактор опускали с помощью козлового крана. В марте 1975 г. состоялся первый пуск. Он прошёл блестяще. С 1976 по 1988 г. на реакторе были проведены различные испытания. Учёные подвели итог: практическое использование ядерной энергии в космосе возможно!
Заметки на полях
Освоение космоса должно завораживать. Если оно не завораживает, то теряет поддержку со стороны налогоплательщиков.
Карл Саган, американский астрофизик
Но дальнейшее развитие ядерного двигателя по непонятным причинам было приостановлено. Хотя, полученные результаты – уникальны. Реактор ИВГ – единственный в мире испытательный аппарат, который может сыграть важную роль в экспериментальной отработке атомных двигательных установок.
Даёшь холодильник-излучатель!
– Эскизный проект космического корабля с ядерной энергоустановкой мегаваттного класса будет завершён к концу 2012 года. А проектирование ядерного реактора для него будет готово в этом, 2011, году, – заявил генеральный директор Государственного научного центра имени Келдыша академик Анатолий Коротеев. – Наиболее сложным вопросом является разработка холодильника-излучателя. Это очень напряжённый блок работы ядерной энергоустановки. Мы очень сильно продвинулись в этом направлении: помимо холодильника-излучателя на стадии эскизного проекта выбрали особую жидкость, способную работать в условиях открытого космоса. Это органо-жидкостная композиция, которая будет обеспечивать радиационную стойкость в условиях космического полёта.
Наземную отработку космического корабля с ядерным двигателем планируется начать в 2014 году. И завершить в 2015-м.
Похоже, мы находимся от этих технологий на расстоянии «вытянутой руки»?
В космос отправится «быстрый» реактор
В проекте «Космические ядерные энергоустановки» участвуют многие ведущие специалисты (более 40 НИИ). Непосредственные разработчики проекта – Центр Келдыша, РКК «Энергия», НИКИЭТ им. Доллежаля и Курчатовский институт. Естественно, что основу будущего двигателя – саму реакторную установку разрабатывают специалисты Научно-исследовательского и конструкторского института (НИКИЭТ) им. Доллежаля, входящего в ГК «Росатом». Задействованы в проекте специалисты ещё двух ведущих организаций атомной отрасли – ВНИИ экспериментальной физики (Федеральный ядерный центр, Саров) и ВНИИА им. Н.Л. Духова.
Кстати
«Дальняя» космонавтика ограничена мощностью двигателей. Задача, которую решает Росатом, – в маленьком объеме – источник энергии огромной мощности.
Как говорит главный конструктор НИКИЭТ, доктор технических наук Владимир Сметанников, уже утверждено техническое задание на разработку реактора ядерной энергодвигательной установки и транспортно-энергетического модуля. Выбран и тип реактора – высокотемпературный, газоохлаждаемый, на быстрых нейтронах. Реализация проекта обеспечит снижение стоимости выведения полезного груза на окололунную орбиту в два раза по сравнению с жидкостными ракетными двигателями.
– Ядерную установку можно будет использовать не только для полётов на Луну, Марс и другие планеты Солнечной системы, но и за её пределы, – рассказали «АН» в пресс-службе НИКИЭТ. – Появится возможность выйти на создание систем энергоснабжения Земли из космоса, бороться с астероидно-кометной опасностью и очищать орбиту от космического мусора. И ещё можно будет наладить в условиях глубокого вакуума производство материалов (в том числе лекарств), которые невозможно получить на Земле.
Евробот на Красной планете
У нас немало конкурентов не только в США, но и в Евросоюзе. На юге Испании, в районе реки Тинто, проходит испытание новая техника для полётов на Марс. Испытательная площадка расположена в районе бывших карьеров. Руководитель экспедиции профессор Роберт Грумер из Инсбрукского университета (Австрия) объясняет: «Эта местность полна минерала, который называют ярозит. Это именно то, что мы и ожидаем встретить на Марсе».
Сегодня тут испытывают австрийский тренажёр скафандра Aouda X. Ещё тест на красной скалистой местности проходит голландский робот Евробот.
Мы не отстаём от ЕС: у нас на Земле уже работает «марсианский челнок».
Аргумент известного ученого
Освоение космоса является единственной гарантией выживания человечества, стремительно несущегося к самоуничтожению.
Стивен Хокинг, британский физик-теоретик
Оранжерея на борту
У нас в России тоже появились «марсиане». Речь идёт об участниках исследовательского проекта «Марс-500» (проект стартовал в июне 2010 г.). На борту «космического корабля» находятся шестеро смельчаков: трое россиян, колумбийский итальянец, китаец и француз. Они должны воссоздать условия полёта на Марс. Имитационный полёт разбит на три отрезка: 250 суток, чтобы «долететь» до Марса, 30 дней на высадку и осмотр и 240 суток – на «дорогу» на Землю.
Экипаж «марсианского челнока» разделился для экспериментов. И пока одна группа бороздила «внеземные просторы», другая обитала в условном орбитальном комплексе. Помимо отдельных модулей на борту корабля, сконструированного с помощью Европейского космического агентства, есть даже мини-оранжерея…
Россия – технологический лидер
Для сведения. У тех, кто первым доберётся на Марс, будут очень сложные задания. Атмосферное давление на Марсе слишком мало, чтобы люди могли передвигаться по Красной планете без пневмокостюма. Жилые помещения придётся оборудовать шлюзами, которые смогут поддерживать земное атмосферное давление. Но есть и очень хорошие новости. Исследования НАСА подтвердили: на Марсе есть вода. А параметры марсианского грунта близки к земным. Оказывается, на Марсе можно выращивать растения. Вспомним шлягер 1963 года «И на Марсе будут яблони цвести». Вот с лунным грунтом сложнее, но зато на Луне есть много полезных ископаемых.
Сегодня в мире развернулась борьба за лидерство в освоении как Марса, так и Луны. Россия со своими ядерными разработками имеет все шансы стать технологическим лидером. Этот путь обещает создание новых технологий двойного назначения, а значит, выживание в постиндустриальном мире.
Американцы тоже хотят на Марс
Мы не одни из тех, кто собирается на Марс. В НАСА разработали тяжёлую ракету-носитель для отправки астронавтов на Марс. Рабочее название ракеты – Система запуска в космос. Первоначально она сможет доставлять на орбиту от 70 до 100 тонн груза. В дальнейшем нагрузка будет увеличена до 143 тонн. Но самая главная цель проекта – отправка астронавтов на Марс ближе к 2040 году. Похоже, наш ядерный двигатель может обогнать США: мы собираемся осчастливить Марс своим присутствием гораздо раньше. Ядерная энергетическая установка сможет в 2–3 раза снизить стоимость вывода спутников на геостационарную орбиту.