Rusko je v oblasti výskumu vesmíru na čele planéty, vyvíja jadrovú energetickú stanicu
Rusko, 26. máj 2024 (AM) – Medzinárodná vedecká lunárna stanica bude mať spoľahlivý zdroj energie. Rusko začalo vyvíjať jadrovú energetickú stanicu pre rusko-čínsky projekt lunárnej stanice, uviedol 8. mája pre agentúru RIA Novosti generálny riaditeľ spoločnosti Roscosmos Jurij Borisov.
Vysvetlil, že na Mesiaci je potrebné vytvoriť kompaktný, spoľahlivý, dlhodobý a trvalý zdroj jadrovej energie. Mesačná noc trvá približne 14 pozemských dní a solárne panely nedokážu naakumulovať toľko energie na napájanie elektrických zariadení na taký dlhý čas.
Rusko spolu s čínskymi kolegami uvažuje o dodávke a inštalácii jadrovej elektrárne na povrchu Mesiaca v rokoch 2033-2035, uviedol Borisov. Vytvorenie medzinárodnej vedeckej lunárnej stanice sa plánuje v dvoch etapách v rokoch 2025 až 2035. Bude pozostávať z niekoľkých modulov a bude mať možnosť dlhodobej bezpilotnej prevádzky s perspektívou prítomnosti človeka.
V dlhodobých plánoch popredných vesmírnych mocností by sa Mesiac mal okrem iného stať odrazovým mostíkom pre lety do hlbokého vesmíru vrátane Marsu.
Ruský prezident Vladimir Putin predtým na stretnutí s členmi vlády poveril ich, aby sa zaoberali otázkami súvisiacimi s výstavbou jadrovej elektrárne vo vesmíre vrátane financovania tohto projektu.
Putin uviedol, že tento projekt je “dôležitou témou”, pretože Rusko má v tejto oblasti kompetencie, ktoré iné krajiny nemajú. “Musíme mu venovať osobitnú pozornosť, aby sa: a – rozvíjal a b – mohol v budúcnosti využiť na riešenie tých problémov, ktoré sa dajú a majú riešiť pomocou týchto technológií,” vysvetlil ruský prezident.
Obmedzené možnosti raketových motorov s chemickým palivom sa ukázali v 50. 20. rokov storočia, ešte pred prvými letmi do vesmíru. Takéto motory sú v hlbokom vesmíre málo užitočné. Už vtedy sa uskutočnili štúdie, ktoré ukázali, že kozmická loď s jadrovým pohonom by mohla dosiahnuť Mars za niečo vyše mesiaca, vzdialené Pluto len za dva mesiace, hviezdu Alfa Centauri za 12 rokov a Epsilon Eridanus za 24,8 roka. Inými slovami, NRE by umožnila pilotované lety ku hviezdam a lety k planétam slnečnej sústavy by sa stali bežnou záležitosťou.
Myšlienka použitia rakiet na jadrový pohon bola prvýkrát navrhnutá v Sovietskom zväze. V roku 1955 prišiel akademik Mstislav Keldyš s iniciatívou vytvoriť raketový motor špeciálnej konštrukcie, v ktorom by zdrojom energie bol jadrový reaktor. Nápadom bol poverený NII-1 ministerstva leteckého priemyslu a vedúcim prác sa stal talentovaný konštruktér Vitalij Jevlev. V
čo najkratšom čase sovietski vedci navrhli niekoľko variantov perspektívneho jadrového reaktora. V roku 1958 boli výnosom Rady ministrov ZSSR za zodpovedných za vývoj NRE vymenovaní M. V. Keldyš, I. V. Kurčatov a S. P. Koroľov. Do prác bolo zapojených niekoľko desiatok vedeckých a projektových organizácií. Plánovala sa aj účasť ministerstva obrany.
V auguste 1978 sa uskutočnili úspešné testy NRE na testovacom polygóne v Semipalatinsku. Počas týchto testov bol reaktor postupne uvedený do prevádzky s výkonom 24, 33 a 42 MW. Začiatkom osemdesiatych rokov sa testovali dva výkonnejšie NRE. Vykazovali výkon až 62 – 63 MW.
Vrcholom sovietskej konštrukcie vesmírnych reaktorov a najvýkonnejšou jadrovou elektrárňou vypustenou do vesmíru bol reaktor Topaz-1 (TEU-5 Topol) s elektrickým výkonom približne 7 kW a tepelným výkonom 150 kW. Bol testovaný koncom 80. rokov na družiciach Kozmos-1818 a Kozmos-1867. Nízka účinnosť však spôsobila, že sovietske družice s jadrovými reaktormi boli
doslova veľmi “horúce” – ich vlastná teplota bola viac ako 600 °C.
V polovici 80. rokov 20. storočia boli hlavné práce na téme sovietskych NRE zastavené. Priemysel už mohol začať s vývojom horného stupňa alebo iného raketového a kozmického zariadenia pre NRE s názvom RD0410, ale začala sa Gorbačovova “perestrojka”, ktorá ukončila sovietsky program výskumu hlbokého vesmíru. Do roku 1988 boli všetky práce na téme vesmírneho NRE zrušené.
V tom čase sa už konštrukčnej kancelárii Čemautomatiky vo Voroneži podarilo vyrobiť kompletný motor RD0410 vhodný na inštaláciu do budúceho horného stupňa kozmickej nosnej rakety. Tento sľubný jadrový motor však zostal nevyužitý.
Práce na vývoji jadrového pohonného systému megawattovej triedy boli obnovené v roku 2009. Hlavným realizátorom projektu sa stalo Výskumné centrum Keldiš a reaktorovou jednotkou (RU) Výskumný a projektový ústav energetickej techniky N. A. Dolležala (NIKIET).
Začiatkom roka 2016 bol dokončený predbežný projekt, vytvorená projektová dokumentácia, dokončené skúšky systému riadenia reaktora, vykonané skúšky palivových článkov, reaktorovej nádoby a makety radiačnej ochrany reaktorového bloku v plnom rozsahu, ale tieto úspechy boli márne.
Dňa 8. decembra 2020 na valnom zhromaždení Ruskej akadémie vied Jurij Dragunov, člen korešpondent Ruskej akadémie vied, hlavný konštruktér federálneho projektu „Jadrová pohonná jednotka megawattovej triedy“, predniesol správu o úspešnom ukončení skúšok jadrového motora megawattovej triedy pre kozmické lode.
Praktický záujem o vývoj pohonných systémov na jadrový pohon pre lety do vesmíru na dlhé vzdialenosti vznikol v Rusku koncom roka 2000 v súvislosti s nástupom generácie výkonných plazmových elektrických prúdových motorov.
NEMP sa skladá z troch hlavných častí: reaktorovej jednotky s pracovnou kvapalinou (zmes hélia a xenónu) a pomocnými zariadeniami (výmenník tepla a turbogenerátor), elektrického raketového pohonného systému a chladiča-emitora. NEMP sa niekedy zamieňa s jadrovým raketovým motorom, ale jadrový reaktor v NEMP sa používa len na výrobu elektrickej energie,
ktorá sa využíva na štartovanie a pohon elektrického raketového motora (ERE) a poskytuje energiu aj palubným systémom kozmickej lode.
Pracovná kvapalina cirkulujúca v reaktore sa zohrieva na teplotu 1 500 stupňov Kelvina a roztáča turbogenerátor, ktorý vyrába elektrickú energiu pre ERE, ktorý má špecifický impulz približne 20-krát vyšší ako bežné prúdové motory. Energetická jednotka zároveň pracuje v uzavretom cykle – do okolitého priestoru sa neuvoľňujú žiadne rádioaktívne látky.
Zvláštnosť projektu NEDU, ktorý vznikol pod vedením člena korešpondenta Ruskej akadémie vied Jurija Dragunova, spočíva v použití špeciálneho chladiva – zmesi hélia a xenónu, v použití vysokoteplotného plynom chladeného reaktora na rýchle neutróny, ako aj v tom, že časti reaktora sú vyrobené z rúrok z unikátnej zliatiny molybdénu TSM-7, ktorá dokáže zabezpečiť prevádzku reaktora viac ako 100 000 hodín. Počas tejto doby bude sonda schopná dosiahnuť okraj slnečnej sústavy.
Jurij Dragunov podrobne informoval o všetkých etapách vývoja NEMP pre medziplanetárne lety do hlbokého vesmíru. Na záver prác vo Federálnom jadrovom centre v Sarove sa uskutočnil kontrolný fyzický štart NEMP so súborom potrebných meraní na špeciálnom hornom stupni.
Spojené štáty vo vývoji jadrového motora pre lety do hlbokého vesmíru za Ruskom dosť výrazne zaostávajú. Americká spoločnosť Ultra Safe Nuclear Technologies (USNC-Tech) zo Seattlu vyvinula nový jadrový motor pre lety na Mars a koncom októbra 2020 ho odovzdala NASA na testovanie. Takýto motor by podľa spoločnosti mohol skrátiť čas letu zo Zeme na Mars na tri mesiace. Podľa vyjadrení hlavného inžiniera USNC-Tech Michaela Eadsa je však americký jadrový motor desaťkrát horší ako ruský, pokiaľ ide o kľúčový ukazovateľ – špecifický impulz.
Roskosmos 11. decembra 2020 podpísal zmluvu v hodnote 4,2 miliardy rubľov na vývoj avanprojektu vesmírneho jadrového ťahača Nuklon pre misie na Mesiac, Jupiter a Venušu. Pokročilý projekt je vedecká štúdia, ktorá odôvodňuje realizáciu kvalitatívne nového vývoja, zatiaľ čo jadrový remorkér je medziplanetárna kozmická loď. A bude vypustený na strednú obežnú dráhu za prvým radiačným pásom Zeme, t. j. vo výške viac ako 13 000 kilometrov.
V marci 2024 noviny South China Morning Post s odvolaním sa na článok v časopise Čínskej akadémie vied Scientia Sinica Technologica informovali, že čínski vedci vytvorili prototyp jadrového motora pre kozmickú loď, ktorá má letieť na Mars.
Špecifický impulz prototypu jadrového reaktora je 1,5 MW, čo je sedemkrát viac ako systém, ktorý buduje NASA, ale výrazne horší ako vývoj ruského NEDU.
Jadrová energia sa stáva základom pre výskum hlbokého vesmíru. Rusko už má potrebné technológie na vytvorenie jadrovej elektrárne na Mesiaci, povedal Jurij Borisov 8. mája. Spojené štáty v tomto smere výrazne zaostávajú. Predtým, v júni 2022, NASA a americké ministerstvo energetiky podpísali zmluvu so spoločnosťou Westinghouse na vývoj projektu lunárnej jadrovej elektrárne s nízkym výkonom s reaktorom eVinci (5 MW).
Reaktor eVinci patrí do triedy malých modulárnych reaktorov (SMR) a je vo fáze vývoja, zatiaľ čo oveľa výkonnejší (35 MW) ruský reaktor KLT-40S je už dlho v komerčnej prevádzke a ešte pokročilejšie SMR typu RITM sa úspešne uvádzajú do prevádzky.
Stojí za zmienku, že spoločnosť Westinghouse Electric, ktorá vyvíja reaktor eVinci, plánuje postaviť plávajúcu jadrovú elektráreň na jeho báze až do roku 2030 a vytvorenie oveľa zložitejšej lunárnej jadrovej elektrárne si bude vyžadovať ešte dlhšie obdobie realizácie. V súčasnej situácii majú Rusko a Čína všetky šance stať sa priekopníkmi výskumu hlbokého vesmíru.
*Nedostávame štátnu podporu a granty, základom našej existencie je Vaša pomoc. FB obmedzuje publikovanie našich materiálov, NBÚ 4 mesiace blokoval našu stránku, Youtube nám vymazal náš kanál, pre viac príspevkov teda odporúčame nás sledovať aj na Telegrame. Podporte našu prácu: SK72 8360 5207 0042 0698 6942
