Газета Завтра 44 (1196 2016)

Выйти из-под действия этих ограничений позволяет ядерный реактор. Конечно, его использование при старте ракет с Земли достаточно опасно, однако на низкой земной орбите он может спокойно подхватывать выводимые с поверхности грузы, после чего доставлять их на более высокие орбиты — на геостационарную, где располагается большинство спутников связи, на орбиту спутников системы позиционирования, на траекторию полёта к Луне или к другим планетам Солнечной системы.

Как показывают расчёты, использование ядерного реактора для такого буксира позволит минимум вдвое поднять эффективность использования ракетного топлива для перемещения грузов на более высокие орбиты. В перспективе же можно обеспечить и более высокий КПД — в этом случае тепло ядерного реактора надо будет сначала превратить в электроэнергию прямо на борту межорбитального буксира, а потом использовать полученное электричество для разгона ионов реактивной струи. В таком случае эффективность использования ракетного топлива можно поднять и десятикратно.

Но почему всё-таки ядерный реактор, а не, например, солнечная энергия, которую тоже можно использовать для получения электричества на борту и для питания таких ионных двигателей? Дело в том, что для быстрого и эффективного перевода с орбиты на орбиту спутников или космических кораблей весом в несколько тонн или даже десятков тонн, нужна мегаваттная мощность буксира. Именно такую мощность даёт компактный ядерный реактор, или, другими словами, "ядерная энергодвигательная установка мегаваттного класса", которая значится в тендере Роскосмоса. Для сравнения: самые мощные солнечные батареи, которые сегодня работают в космосе, — это батареи той самой Международной космической станции (МКС), где и будут испытывать элементы ядерного буксира. Сегодня они выдают всего лишь… 110 киловатт мощности, в десять раз меньше, чем будет давать ядерный реактор космического буксира.

Какие существуют при этом трудности и проблемы?

Во-первых, надо сразу сказать о вопросах безопасности. Буксир будет запущен с Земли в неактивном состоянии, с "холодным" и неработающим ядерным реактором. Только после вывода буксира на высокую околоземную орбиту реактор можно будет включить и "разогреть", запустив в нём управляемую ядерную реакцию. А вот дальше возникнет определённый компромисс между безопасностью и эффективностью работы: для целей безопасности буксир надо держать подальше от Земли — тогда даже в случае нештатной ситуации он не сможет упасть на Землю, а останется на такой высокой орбите на долгие тысячи лет. С другой стороны, чем с более низкой орбиты будет забирать грузы буксир, тем больше топлива будет экономиться при выводе полезной нагрузки "химическими" ракетами.

Второй вопрос, который возникнет при проектировании и эксплуатации ядерного буксира, — это вопрос, куда девать полученное тепло. Надо сказать, что от избыточного тепла в космосе очень трудно избавиться: космический вакуум представляет собой идеальный теплоизолятор, поэтому сбросить лишнее тепло можно только излучением, а вот охладиться, как на Земле, за счёт холодного воздуха или воды, не получится — их в космосе просто нет. В силу этого ядерный буксир будет напоминать громадную "космическую бабочку" — большую часть его конструкции должны составить огромные радиаторы, через которые и будет сбрасываться несколько мегаватт "лишнего" тепла. Именно эта часть конструкции будет основным "ноу-хау": сейчас самые мощные системы сброса тепла в космосе (на той же МКС) могут утилизировать лишь 70 киловатт тепловой мощности.

Наконец, массу задач нужно будет решить и по двигателям, и по реактору будущего буксира: его ионные двигатели должны тоже "подрасти" практически в десять раз по сравнению с имеющимися сегодня образцами, а атомное "сердце" будущего буксира должно иметь небывалый уровень автономности и надёжности — так как, скорее всего, ядерный буксир будет полностью беспилотным аппаратом, управляемым и обслуживаемым дистанционно, без участия людей.

Россия и Роскосмос сегодня сделали только первый шаг на долгом пути по созданию новой прорывной технологии в космосе. Но сделали его — раньше всех, значительно опередив другие страны мира.

Апология «незнаек»

Апология «незнаек»

Георгий Малинецкий

кто и как разрывает связь образования и науки в России