Открыть главное меню

Транспортно-энергетический модуль

Транспортно-энергети́ческий мо́дуль (ТЭМ, Ядерный буксир[2][3], Космический буксир[4][5]) — изготавливаемое российское космическое транспортное средство.  Разрабатывается ФГУП ЦНИИмаш[1] по заказу Роскосмоса[6]. Создание модуля является частью разработки на базе ядерной энергодвигательной установки мегаваттного класса[7][8], совместного проекта группы предприятий входящих в состав госкорпораций Роскосмос и Росатом[9][10].

Транспортно-энергетический модуль
Транспортно-энергетический модуль.jpeg
Общие данные
Разработчик Россия ОАО «РКК „Энергия“ им. С. П. Королёва»
Производитель Россия ФГУП ЦНИИмаш[1]
Страна Россия Россия
Назначение грузовой и пилотируемый
Задачи Межорбитальная буксировка полезной нагрузки
Срок активного существования до 10 лет
Производство и эксплуатация
Статус разрабатывается
Первый запуск

1)

Типичная конфигурация
Стартовая масса 20290
Двигатель ИД-500
Двигатели коррекции орбиты 2
Топливо уран
Габариты
Длина 53,4 м р.п
Диаметр 21,6 м рабочее положение
Images.png Внешние изображения
Image-silk.png Макет реакторной установки
Image-silk.png Макет Транспортно-энергетического модуля под головным обтекателем
Image-silk.png Эскиз и таблица

Цель проекта — создание принципиально нового транспортного средства в космосе, обладающего возросшим уровнем энергии и позволяющего обеспечить участие России в крупных международных проектах, осваивать передовые технологии, вырастить новых специалистов и позволить осуществлять длительные задания по исследованию Солнечной системы.[11]

Работы по проекту начались в 2009 году[12]; разработку с 2011[13] до 2015 года[14] вела РКК Энергия[15][16], планировалось, что он будет готов к 2018 году.[17]. Дата появления летного прототипа модуля примерно в 2022—2023 году.[1][18]

Отличительная[уточнить] особенность проекта — раздвижные фермы, источник энергии мощностью до 1 мегаватта[1] (благодаря ЯЭДУ мегаваттного класса, модуль получит тридцатикратное увеличение объёмов располагаемой энергии[15]), капельный холодильник-излучатель[5].

На 2018 год приблизительная стоимость проекта оценивается в 8 миллиардов 250 миллионов рублей.[15][19][20]

ТЭМ создавался как транспортное средство для решения большого спектра задач, в том числе для доставки грузов на орбиту Луны, геостационарную орбиту (ГСО), траектории к планетам Солнечной системы, в том числе к Марсу, а так же для борьбы с мусором на орбите Земли.[21]

ИсторияПравить

С 70 годов ХХ столетия РКК «Энергией» совместно с рядом предприятий велись разработки космической ядерной энергетической установки с использованием литий-ниобиевой технологии электрической мощностью 500—600 кВт для создания буксира «Геркулес».[22][23] В 1988 году усилиями РКК «Энергия» появились первые разработки солнечных электроракетных буксиров большой мощности.[23] С 2001 по 2005 г. РКК «Энергия» в сотрудничестве с ГНЦ ФГУП «Центр Келдыша», ЦНИИмаш, ГКНПЦ им. М. В. Хруничева, ИКИ РАН, ИМБП РАН и рядом других организаций участвовала в проектно-конструкторской работе над ключевыми элементами энергодвигательного комплекса и космической платформы для обеспечения реализации пилотируемой экспедиции на Марс.[23] В проекте также был рассмотрен вариант солнечного межорбитального буксира с мощностью 15 МВт с тонкопленочными солнечными батареями и электроракетной двигательной установкой Паром.[23]

 
Титульный лист[24]

Невозможность осуществлять межорбитальные перелёты, осваивать солнечную систему и защитить Землю от метеоритов и астероидов привела к тому, что в 2009 году «Комиссией по модернизации и технологическому развитию экономики России при президенте России» было принято решении о начале проектных работ над Транспортно-энергетическим модулем на основе ядерной энергодвигательной установки,[25] «Энергии» отвели головную роль в части проектирования модуля, Центр Келдыша возглавил разработку установки,[26] а НИКИЭТ занялся созданием реактора.[23][27] Инициативой заинтересовались в США, и в 2011 году предложили сотрудничество, однако после 4 заседаний межправительственной комиссии достичь договоренности не удалось.[28][29] В апреле 2015 пресса растиражировала новость о том, что работы по проекту были свёрнуты, однако информация была опровергнута.[30][31] К 2018 году были сданы эскизный и технический проекты,[17] двигатели и реактор.[32][33]

Ход работПравить

2009 годПравить

Модуль на основе ядерной энергодвигательной установки мегаваттного класса — это очень серьёзный проект, потому что всё остальное тоже интересные и важные вещи, но они уже нам более понятны.[34]

Дмитрий Медведев 28 октября 2009 года

Благодаря многолетним теоретическим и практическим изысканиям, которыми занимались ведущие предприятия России, появилась возможно подготовить теоретическую базу, с результатами которой были ознакомлены члены Комиссии по модернизации и технологическому развитию экономики России при президенте России.[26][23] Проект создания модуля был частью разработки на базе ядерной энергодвигательной установки мегаваттного класса, при сотрудничестве Роскосмоса и Росатома.

Президент России Дмитрий Медведев, ставший инициатором работ, полагал, что следует отнестись к проекту со всей серьёзностью ввиду его значимости[34]. Анатолий Перминов, так же один из инициаторов работ, полагал, что эта работа поможет обойти конкурентов, с одной стороны, а с другой, настаивал на международной кооперации[35]. В октябре 2009 Анатолий Перминов сообщил, что эскизное проектирование будет закончено к 2012, а на всю работу уйдёт около 9 лет[36].

2010 годПравить

 
Распоряжение Президента

В 2010 году по распоряжению президента России Дмитрия Медведева начались работы по созданию транспортного модуля на основе ЯЭДУ.[37][38] Росатом утвердил техническое задание на разработку установки мегаваттного класса и модуля.[39] В марте была осмотрена технологическая база для создания и обеспечения эксплуатации систем управления ядерными реакторами.[40]

2011 годПравить

Предлагается уникальный прорывной проект создания транспортного энергетического модуля на основе ядерной энергодвигательной установки мегаваттного класса. Реализация этого проекта позволит на базе уже имеющегося задела поднять отечественную технику на принципиально новый уровень, во многом опережающий зарубежные разработки.[34]

Анатолий Перминов 28 октября 2009 года

Роскосмос объявил конкурс на создание ядерной энергодвигательной установки большой мощности, способной выполнять длительные перелеты.[41]

9 февраля состоялась видеоконференция руководителей предприятий-участников проекта, подводились итоги работ по прошлому году и задачи в новом году, особое внимание в ходе встречи было уделено необходимости создания испытательного комплекса Ресурс для отработки реакторной установки.[42]

На совещании 11 октября обсуждались вопросы в области создания радиационно стойкой элементной базы, необходимой для системы управления реактором и транспортно-энергетического модулем в целом.[43] В результате специалисты пришли к выводу, что система управления комплексом может быть создана на российской элементной базе.[43] Был завершен эскизный проект установки.[44]

2012 годПравить

В кооперации участвуют Центр Келдыша, Научно-исследовательский и конструкторский институт электротехники им. Долежаля, РКК. Первый отвечает за создание ядерного реактора, второй - за электро-реактивный двигатель на базе ядерных технологий, а РКК увязывает все решения в единое целое.[45]

Виталий Лопота президент "Ракетно-космической корпорации Энергия" 2010 год

Сформировать рабочий облик модуля предстояло РКК Энергии, на что с 2010 по 2018 выделялось 5,8 миллиардов рублей.[46] В этом же году был подготовлен технический проект.[17] Завершили первую часть технического проекта установки.[44] В ГНЦ РФ-ФЭИ подготовлены материалы по техническому проекту лётного и наземного вариантов установки по оптимальной системе радиационной защиты.[47] Проведены расчёты для обоснования радиационной безопасности, дополнительной радиационной и биологической защиты.[47]

2013 годПравить

Эскизное проектирование было завершено в 2013 году.[48] На основе полученных в 2012 году результатов было принято решение перейти к этапу рабочего проектирования и изготовления оборудования и образцов для автономных испытаний.[49] На МАКС-2013 был представлен макет модуля и некоторых важных частей, таких как: ядерная энергодвигательная установка и турбокомпрессор-генератор.[50]

2014 годПравить

Проводились испытания новых ионных двигателей повышенной мощности ИД-500.[32] Начались испытания ТВЭЛов.[51]

В декабре 2014 были изготовлены трубы из молибденового сплава для рабочих органов системы и защиты реакторной установки.[52]

2015 годПравить

 
Макет реактора РУГК

29 июня на заседании руководителей проекта, были рассмотрены предложения по поэтапности разработки ТЭМ, план-графика поставки комплектов деталей и узлов твэлов РУГК и изготовления комплекта твэлов РУГК, заключенные договора, выполнение работ во втором квартале года.[53] На заседании главных конструкторов проекта от 5 августа разбирались вопросы по организации работ, разработке дополонения к проекту и созданию испытательного комплекса Ресурс.[54] В октябре в ходе заседания совета по проекту, рассматривались вопросы по опытно-конструкторским работам его составных частей, схемы деления ТЭМ, возможные технические средства в составе модуля, обеспечение радиационной безопасности при выводе на орбиту.[55]

2016 годПравить

 
Макет ТЭМ

Планировалось, что корпорация Энергия создаст модуль[56] к 2018.[17] Однако летом 2016 года стало известно, что Роскосмос заказал Центру имени Келдыша разработку транспортно-энергетического модуля на основе ядерной энергодвигательной установки мегаваттного класса стоимостью в 3,8 миллиарда рублей.[57]

В конце марта на выставке «Госзаказ — ЗА честные закупки 2016» вновь был показан макет ядерной энергодвигательной установки мегаваттного класса.[58]

в ноябре 2016 года директор ФГУП ЦНИИмаш Олег Горшков сообщил, что разработкой займётся их институт.[1] Он напомнил, что речь идёт об устройстве, способном вырабатывать 1 мегаватт энергии, что откроет принципиально новые возможности в освоении космоса, а так же о том, что ни США, ни Европа на данный момент не обладают подобной технологией.[18]

2017 годПравить

Это уникальная работа, она идет, развивается, но мы хотим понять, как и для чего мы будем использовать эти новые возможности.[57]

Дмитрий Рогозин, январь 2017

В январе 2017 года Дмитрий Рогозин, довёл до сведения общественности, что в ближайшее время будет принято решение о том, как будет использован транспортно-энергетический модуль.[57]

В конце апреля 2017 года генеральный конструктор Роскосмоса Виктор Хартов подтвердил успешный ход работ по ТЭМ, сообщив некоторые технические подробности.[33] Прежде всего о том, что есть готовый реактор, системы преобразовывают вырабатываемую им тепловую энергию в электрическую, которая поступает на ионные двигатели.[33] Двигатели мощностью 30 кВт сейчас испытываются в камере. По его словам уже есть около 10 ключевых технологий, которые сейчас воплощают в жизнь.[33]

В октябре 2017 года стало известно, что, согласно утверждённой программе развития космодромов, планируется создать технический комплекс подготовки космических аппаратов на основе транспортно-энергетических модулей.[59]

В 2017 году весь бюджет подпрограммы «Приоритетные инновационные проекты ракетно-космической промышленности» размером 2,2 миллиарда рублей был расписан на единственный проект — «Создание транспортно-энергетического модуля на основе ядерной энергодвигательной установки мегаваттного класса»[60].

2018 годПравить

В конце февраля 2018 года проводились работы по изготовлению и наземной отработке ЯЭДУ мегаваттного класса и ТЭМ[61].

В августе на главной странице официального сайта Исследовательского центра имени М. В. Келдыша в тексте программного меморандума к 85-летию предприятия появилось подтверждение продолжения работ по ЯЭДУ[62].

В октябре Роскосмос дал поручение специалистам «КБ Арсенал» рассмотреть эскизные предложения, провести расчетно экспериментальные исследования и проработать облик буксира не только с ядерной энергодвигательной установкой, но и с электроракетными двигателями[63].

2019 годПравить

28 января выездная комиссия определила места на космодроме «Восточном», где будут строиться стартовая площадка для сверхтяжелых ракет и транспортно-энергетический модуль[64].

В марте гос корпорация Роскосмос оштрафовала «Центр имени Келдыша» на 154,9 миллиона рублей, за срыв сроков выполнения работ по производству ТЭМ, которые должны были завершится к ноябрю 2018 года.[65]

В годовом отчете Роскосмоса от августа, сообщалось что были выполнены испытания отдельных частей макета наземного прототипа модуля.[66]

На проходившем в конце августа МАКС-2019 посетители могли наблюдать выставленный макет ТЭМ, со слов присутствующих рядом со стендами лиц, масса сухого аппарата около 6 тонн, фермы конструкции и панели излучателей уже протестированы.[67]

ОписаниеПравить

Модуль состоит из энергоблока с реакторной установкой, электроракетной двигательной установки (ЭРД) и приборно-агрегатного комплекса[13].
Состоящих из раздвижных ферм, стыковочного узла, солнечных батарей, капельного холодильника-излучателя, маршевых электрореактивных двигателей[5], системы преобразования энергии, креновых ЭРД, зоны размещения робототехнических средств, генератора капель[68][69].
Новые ионные двигатели повышенной мощности ИД-500[32].

Сборка может осуществляться на орбите с использованием МКС[20]. Груз стыкуется с помощью другого корабля[70].

ОКР по теме ТЭМ

ХарактеристикиПравить

  Внешние изображения
  Одно из концептуальных изображений Транспортно-энергетического модуля от 2013 года. Портал atomic-energy.ru
  Макет Транспортно-энергетического модуля под головным обтекателем. Повёрнуто.


ЯЭДУПравить

РеакторПравить

Высокотемпературный газоохлаждаемый реактор на быстрых нейтронах, выдерживающий температуры до 1500 К.[71] В качестве теплоносителя используется гелий-ксеноновая смесь.[72] Капельный холодильник-излучатель, турбокомпрессор, трубы из молибденового сплава для рабочих органов системы и защиты реакторной установки.[73]

Ионный двигательПравить

Для модуля в ГНЦ ФГУП «Центр Келдыша» был разработан новый ионный двигатель повышенной мощности ИД-500.[32] Его огневые испытания проходили в 2014 году.[32] Его параметры: мощность 32-35 кВт, тяга 375—750 мН, удельный импульс 70 000 м/с (7140 с), коэффициент полезного действия 0,75.[74]

ПрименениеПравить

Задумывался как транспортное средство для решения большого спектра задач, в том числе для доставки грузов на орбиту вокруг Луны, геостационарную орбиту (ГСО), траектории к планетам Солнечной системы, в том числе к Марсу[75], а также для выполнения работ по утилизации вышедших из строя спутников и накопившегося мусора на орбите.[21]

Специалисты «Центра имени Келдыша» полагают, что использование модуля позволит снизить стоимость доставки грузов к Луне в 2 раза[76]. А также, что модуль будет выводиться на низкую околоземную орбиту (НОО) с помощью одноразовых ракет-носителей, а вспомогательные блоки будут выводить его на стартовую орбиту высотой не менее 800 км[76]. После того, как ресурс ядерной энергодвигательной установки, который составляет около 10 лет, будет исчерпан, модуль будет переведён на орбиту захоронения[76].

БюджетПравить

Общая стоимость работ в 2012 году оценивалась в 5,8 миллиардов руб.[15], стоимость эскизного проекта в 2015 оценивалась в 250 миллионов рублей.[20]

В 2017 году на создание ТЭМ планировалось выделить из бюджета свыше 2,2 млрд рублей.[19]

Стоимость создания технического комплекса для подготовки космических аппаратов с транспортно-энергетическим модулем на основе ядерной энергодвигательной установки мегаваттного класса оценили в 13.2 миллиарда рублей.[77] Подготовка проектной документации будет производится с 2025 по 2026 год, а ввод в эксплуатацию назначен на 2030 год.[77]

См. такжеПравить

ЛитератураПравить

СсылкиПравить

ПримечанияПравить

  1. 1 2 3 4 5 ЦНИИмаш разработает транспортно-энергетический модуль на ядерной энергии // Interfax
  2. Сколько лететь до Марса: сейчас и в будущем?
  3. Россия способна опередить США в «ядерном» освоении космоса
  4. В России объявился собственный Илон Маск
  5. 1 2 3 Орбитальный космодром
  6. Создание в России транспортного модуля с ядерным двигателем обойдется в 3,8 миллиарда рублей // arms-expo.ru
  7. Россия заработает на мусоре. Космическом // Life.ru
  8. Полетим на Марс без шума и пыли
  9. Россия не стала сокращать расходы на ГЛОНАСС // Известия
  10. Интервью Ю. Г. Драгунова газете «Аргументы и факты»
  11. 1 2 Роскосмос. ТЗ ОКР "ТЭМ", 2010, с. 4—5.
  12. В России собрали первый в мире ТВЭЛ для космической энергоустановки // Лента. Ру, июль 2014
  13. 1 2 «Полет на околомарсианскую орбиту возможен в обозримые сроки, при наличии политического решения и международной кооперации» // energia.ru
  14. «Ракетно-космическая корпорация „Энергия“ имени С. П. Королёва» во втором десятилетии XXI века. 2011—2015" // energia.ru
  15. 1 2 3 4 Буксир в невесомость // РГ
  16. Россия построит космический аппарат с ядерным двигателем // Известия
  17. 1 2 3 4 Создание в РФ транспортного модуля с ядерным двигателем обойдется в 3,8 млрд рублей // ТАСС
  18. 1 2 ЦНИИмаш: новый транспортный космической модуль появится в 2022—2023 годах
  19. 1 2 Ядерная бизнес-война: сталинские «атомные ледоколы» спасовали перед коррупционным айсбергом // Реальное время
  20. 1 2 3 Роскосмос: работа над проектом создания ядерной энергоустановки продолжается
  21. 1 2 Освоение космоса возможно только на базе ядерной энергетики
  22. Владимир Иванов. Мой космодром. — Litres, 2018. — ISBN 5-04-101931-2, 9785041019310.
  23. 1 2 3 4 5 6 Концепция космической транспортно-энергетической системы на основе солнечного межорбитального электроракетного буксира
  24. Роскосмос. ТЗ ОКР "ТЭМ", 2010, с. 1.
  25. Дорога к Марсу. Российские ученые готовы к покорению Красной планеты
  26. 1 2 Кириенко: Ядерный двигатель позволит долететь до Марса за 1,5 месяца
  27. НИКИЭТ: проект космического ядерного двигателя поможет освоить Арктику
  28. Роскосмос и НАСА обсудят возможность создания нового космического корабля с ядерной установкой
  29. ФЕДЕРАЛЬНОЕ КОСМИЧЕСКОЕ АГЕНТСТВО (РОСКОСМОС).
  30. Роскосмос откажется от ядерных энергодвигательных установок большой мощности
  31. Роскосмос опроверг информацию об изменении Федеральной космической программы
  32. 1 2 3 4 5 ОГНЕВЫЕ ИСПЫТАНИЯ ИОННОГО ДВИГАТЕЛЯ ВЫСОКОЙ МОЩНОСТИ ДЛЯ ПЕРСПЕКТИВНЫХ ТРАНСПОРТНЫХ МОДУЛЕЙ
  33. 1 2 3 4 Космические аппараты будущего: взгляд генконструктора
  34. 1 2 3 Стенографический отчёт о заседании Комиссии по модернизации и технологическому развитию экономики России
  35. Ответы руководителя Роскосмоса Анатолия Перминова на вопросы, заданные в твиттере «Эхо Москвы» 3 февраля 2011
  36. Russia is Developing Nuclear Fission Spaceship to Reach the Red Planet 29.10.2009 (недоступная ссылка). Дата обращения 1 мая 2018. Архивировано 20 августа 2017 года.
  37. Космический атом
  38. Russians to ride a nuclear-powered spacecraft to Mars
  39. Росатом утвердил техническое задание на разработку реакторной установки и транспортно-энергетического модуля
  40. Генеральный директор Росатома посетил ОАО «НИКИЭТ»
  41. «Роскосмос» открыл конкурс на лучший ядерный двигатель
  42. Прошла видеоконференция предприятий-разработчиков транспортно-энергетического модуля на основе ядерной энергодвигательной установки мегаваттного класса
  43. 1 2 В НИКИЭТ состоялось совещание в рамках реализации проекта создания транспортно-энергетического модуля на основе ядерной двигательной установки
  44. 1 2 Первую часть проекта ядерного реактивного двигателя завершат в 2012 г
  45. США – цель промежуточная. Главная – космос
  46. В России создается принципиально новая энергодвигательная установка для космических миссий
  47. 1 2 Валерий Рачков о работе ФГУП «ГНЦ РФ ФЭИ» в 2012 году
  48. Завершено эскизное проектирование космического транспортно-энергетического модуля на основе ядерной энергодвигательной установки
  49. Завершено эскизное проектирование космического транспортно-энергетического модуля на основе ядерной энергодвигательной установки | Атомная энергия 2.0
  50. Макет ядерного электрореактивного двигателя представлен на МАКС-2013
  51. Испытания ядерного топлива для космоса начнутся в России в этом году
  52. Специалисты АО «НИКИЭТ» и ОАО «Опытный завод тугоплавких металлов и твердых сплавов» изготовили горячекатаные трубы из молибденового сплава
  53. 29 июня в АО «НИКИЭТ» состоялось заседание Совета руководителей проекта «Создание транспортно-энергетического модуля на основе ядерной энергодвигательной установки мегаваттного класса»
  54. Состоялось заседание Совета главных конструкторов по проекту создания транспортно-энергетического модуля на основе ядерной энергодвигательной установки
  55. В АО «НИКИЭТ» состоялось заседание Совета главных конструкторов по проекту создания транспортно-энергетического модуля
  56. Роскосмос опроверг информацию об изменении Федеральной космической программы
  57. 1 2 3 Правительство ждет предложений Роскосмоса о судьбе МКС после 2024 года
  58. Предприятия Росатома приняли участие в форуме-выставке «Госзаказ — ЗА честные закупки 2016»
  59. Правительство утвердило программу развития космодромов
  60. «Роскосмос» готов отдать российскую часть МКС под частный космодром с ядерными буксирами. Портал atomic-energy.ru 20 февраля 2018.
  61. К 85-летию Центра Келдыша. Официальный сайт Центра Келдыша «В кооперации с предприятиями ГК „Роскосмос“, „Росатом“ и РАН ведутся работы по разработке, изготовлению и наземной отработке элементов, блоков и узлов ЯЭДУ мегаваттного класса и ТЭМ на ее основе».
  62. К 85-летию Центра Келдыша. Официальный сайт kerc.msk.ru «<...>В кооперации с предприятиями ГК «Роскосмос», «Росатом» и РАН ведутся работы по разработке, изготовлению и наземной отработке элементов, блоков и узлов ЯЭДУ мегаваттного класса и ТЭМ на ее основе<...>».
  63. "Роскосмос" заказал разработку облика буксира с электрическими двигателями. «РИА Новости». 2018-10-22.
  64. На «Восточном» определили место под стартовую площадку сверхтяжелых ракет. regnum.ru. 2019-02-01.
  65. «Роскосмос» оштрафовал своего подрядчика на 155 млн рублей
  66. «Роскосмос» похвалился «ядерным буксиром»
  67. Ядерный буксир: новейший облик. Сенсация МАКС-2019. Дата обращения 8 сентября 2019.
  68. Внешние медиафайлы «Эскиз и таблица»
  69. Дизайн ядерной энергодвигательной установки для межпланетных перелётов
  70. Главная иллюстрация статьи
  71. Драгунов Ю.Г. БЫСТРЫЙ ГАЗООХЛАЖДАЕМЫЙ РЕАКТОР ДЛЯ КОСМИЧЕСКОЙ ЯЭДУ МЕГАВАТТНОГО КЛАССА // ОАО «НИКИЭТ», Москва, Россия.
  72. Ядерные реакторы в космосе: ТЭМ
  73. Уникальные трубы для космической ядерной энергоустановки созданы в РФ
  74. Космические ядерные энергодвигательные установки сейчас возможны только в России // Коммерсантъ
  75. Многоуровневый принцип проектирования и перспективы использования транспортного энергетического модуля с ядерной электроракетной двигательной установкой мегаваттного класса
  76. 1 2 3 Буксир с ядерным двигателем может вдвое снизить затраты на доставку грузов к Луне // НГ
  77. 1 2 На космодроме Восточный будут готовить спутники с ядерной энергоустановкой