Ядерный космос

Российский проект космического буксира с ядерным ракетным двигателем.
Фото предоставлено организаторами конференции «Ядерная энергетика в космосе-2005»

«Мечта, которая неизбежно будет реализована, – пилотируемая экспедиция на Марс. Это так же неизбежно, как неизбежно когда-то было открытие Америки». В устах академика Николая Пономарева-Степного это утверждение прозвучало почти как легендарное – «Велика Россия, а отступать некуда┘». Отступать – в данном случае российской науке – действительно некуда. Это понимали, кажется, все участники международной научно-технической конференции «Ядерная энергетика в космосе-2005». (Москва, Научно-исследовательский и конструкторский институт энерготехники им. Н.А. Доллежаля; Подольск, НИИ НПО «Луч»; официальный спонсор конференции – Международный научно-технический центр, МНТЦ).

Обоснование необходимости развития систем космической ядерной энергетики было сделано недвусмысленно и не только исходя из интересов инженерно-экономических (о чем – немного ниже), но и сугубо геополитических: кто первым овладеет ядерной энергетикой в космосе, тот и будет владеть земной цивилизацией, отставание в этом вопросе недопустимо.

Вот так – ни больше ни меньше┘

Вообще временами я ловил себя на мысли, что вот дайте им, ученым и конструкторам, денег и воли (и того, и другого, впрочем, во вполне разумных количествах) – и они завтра уже готовы лететь, если и не на Марс, то на Луну уж точно. Причем, конечно, лететь на аппарате с ядерной энергетической и/или двигательной установкой. Надо сказать, что предпосылки к подобного рода заявлениям у отечественных ученых имеются вполне реальные, ведь и сама конференция носила в некотором смысле мемориальный характер: 30 лет со дня пуска первого прототипа ядерного ракетного двигателя – реактора ИВГ-1.

Уже к середине 60-х годов прошлого века были получены надежные данные по возможности создания на базе специального ядерного реактора весьма эффективного ракетного двигателя (ЯРД) с характеристиками тяги, превышающими возможности лучших двигателей на химическом топливе.

Для экспериментальной проверки этих данных принимается решение о строительстве специализированного испытательного комплекса с исследовательским реактором ИВГ-1. Строительство началось в 1964 г. на территории ядерного полигона в Казахстане. В марте 1975 г. состоялся первый пуск ИВГ-1. В период 1976–1988 гг. на реакторе были получены надежные данные о возможности практического использования ядерной энергии в космосе. В результате этих экспериментов удалось продемонстрировать работоспособность тепловыделяющих сборок ЯРД в течение 4 тыс. секунд при температуре до 3100 К и удельном энерговыделении до 33 кВт/см3. В общем, было убедительно показано, что применение ядерной энергии для космических аппаратов позволит получить компактные и мощные источники энергии как для двигателей, так и для стационарного энергообеспечения различных объектов в космосе.

Вообще Россия – мировой лидер по разработке ядерных технологий для космических объектов. У нас, например, были созданы и успешно работали в космосе более 30 ядерных реакторов, вырабатывающих электроэнергию для бортовой аппаратуры методом прямого преобразования энергии.

И все-таки зачем нам это нужно, мало что ли нам проблем с земной ядерной энергетикой? Ну, хотя бы вот почему┘

К середине XXI века потребность в энергопроизводстве на Земле достигнет 1011 кВт, а это уже предельная величина, по экологическим соображениям: 0,1% от всей энергии, получаемой Землей от Солнца (1014 кВт). Выход – перенос основного энергопроизводства в космическое пространство. Правда, и в этом случае имеются свои экологические ограничения, связанные с обеспечением грузопотоков с Земли для создания космических энергогенерирующих комплексов. В итоге, как считают участники конференции, неизбежен переход на использование собственно космических ресурсов, прежде всего лунных: на Луне есть все необходимые полезные ископаемые.

По оценкам экспертов Ракетно-космической корпорации «Энергия», атомные энергетические станции для Луны и других планет – это наиболее эффективный путь создания там постоянных поселений и промышленных производств. Именно энергетика будет определять решение всех проблем по освоению космоса. Без ядерной энергетики это немыслимо. Так, оптимальной для лунной базы считается АЭС мощностью 20–40 кВт. Эти станции можно собирать как модули в большие системы, если потребуется. Причем астронавтам для запуска таких автономных космических АЭС надо будет просто «нажать кнопку».

И уж точно нет альтернативы использованию ЯРД для исследования дальнего космоса. Требуемая электрическая мощность ЯРД для полета к Красной планете – 15–20 МВт. Расчеты, проведенные специалистами Государственного космического научно-производственного центра им. М.В. Хруничева, показали, что ЯРД большой тяги позволяют существенно снизить фактор длительности перелета от Земли к Марсу: время перелета сокращается примерно в 1,5 раза по сравнению с аппаратами на химическом топливе. Так, при наличии двигательной установки из нескольких ЯРД с тягой по 7 тонн полет до Марса займет до 460 суток.

«Самое удивительное, – как будто непроизвольно удивился Анатолий Кузин, представлявший доклад «Использование ядерных энергодвигательных установок в составе пилотируемых комплексов по исследованию Марса и освоению Луны», – что Российская Федерация уже сейчас имеет всю необходимую инфраструктуру для начала работ по этим проектам. Никакой фантастики. У нас уже сейчас есть прототип ЯРД, который обладает всеми необходимыми параметрами для реализации этих проектов».

Остается только добавить, что круг стран, интересующихся данной проблемой, расширяется. Помимо США страны Европейского союза и Китай прилагают усилия для освоения ядерных космических технологий. Развертывается серьезная борьба за будущее лидерство и заказы в весьма доходной технологической сфере. И Россия пока имеет все шансы стать технологическим лидером при реализации качественно нового этапа освоения космоса.