L'un des projets les plus audacieux de ces dernières années dans le domaine de la technologie spatiale se développe, et il y a de bonnes nouvelles. Récemment, on a appris l'achèvement des travaux du projet "Création d'un module de transport et d'énergie basé sur une centrale nucléaire de classe mégawatt". Maintenant, les scientifiques doivent effectuer un certain nombre de travaux ultérieurs, et le résultat final sera l'émergence d'un module à part entière adapté à l'utilisation.
Rapport de travail
Fin juillet, Roskosmos a approuvé un rapport 2018 indiquant les principaux domaines d'activité et les succès de l'organisation. Entre autres choses, le rapport mentionne le projet « Création d'un module de transport et d'énergie basé sur une centrale nucléaire de classe mégawatt », développé dans le cadre du programme d'État « Activités spatiales de la Russie pour 2013-2020 ».
Selon le rapport, ce projet a été achevé l'année dernière. Dans le cadre de ce travail, une documentation de conception a été préparée, des produits individuels ont été fabriqués et testés. Alors que nous parlons des composants du futur aménagement du prototype au sol du module de transport et d'énergie (TEM).
Le travail sur la création de TEM ne s'arrête pas là. Toutes les autres activités seront menées dans le cadre du programme spatial fédéral existant. Malheureusement, le rapport Roscosmos ne fournit pas de détails techniques sur le projet TEM dans sa forme actuelle et n'indique pas non plus le calendrier des travaux. Cependant, ces données sont connues d'autres sources.
Historique du problème
Selon le rapport Roscosmos, les travaux sur la TEM se poursuivent et devraient bientôt entrer dans une nouvelle étape. Cela signifie que les projets de création d'une fusée et d'une technologie spatiale fondamentalement nouvelles, approuvés il y a près de 10 ans, seront réalisés dans un avenir prévisible.
L'idée d'un module de transport et d'énergie basé sur une centrale nucléaire (NPP) dans sa forme actuelle a été proposée en 2009. Le développement de ce produit devait être réalisé par les entreprises de Roscosmos et Rosatom. Le rôle principal dans le projet est joué par la Rocket and Space Corporation Energia et le Federal State Unitary Enterprise Keldysh Center.
En 2010, le projet démarre, les premiers travaux de recherche et de conception commencent. À l'époque, il avait été avancé que les principaux composants de la centrale nucléaire et du TEM seraient prêts d'ici la fin de la décennie. La conception préliminaire du TEM a été préparée en 2013. En 2014, les essais des composants de la centrale nucléaire et du moteur ionique ID-500 ont commencé. À l'avenir, il y avait de nombreux rapports de divers travaux et succès. Divers éléments de la centrale nucléaire et du TEM ont été construits et testés, ainsi qu'une recherche de domaines d'application de nouvelles technologies a été effectuée.
Au fur et à mesure du développement du projet TEM, des images montrant l'apparence approximative de ce produit ont été régulièrement publiées dans des sources ouvertes. La dernière fois que de tels matériaux sont apparus en novembre de l'année dernière. Il est curieux que cette version de l'apparence soit nettement différente des précédentes, bien qu'elle présente une certaine similitude dans les caractéristiques de base.
Caractéristiques techniques
Le module de transport et d'énergie est considéré comme un véhicule polyvalent pour travailler dans l'espace, à la fois en orbite terrestre et sur d'autres trajectoires. Avec son aide, à l'avenir, il est prévu de lancer la charge utile en orbite ou de l'envoyer vers d'autres corps célestes. En outre, le TEM peut être utilisé pour l'entretien des engins spatiaux ou la lutte contre les débris spatiaux.
TEM recevra des fermes porteuses coulissantes, grâce auxquelles les dimensions nécessaires seront fournies. Sur les fermes, il est proposé de monter une unité de puissance avec une installation de réacteur, un complexe d'instrumentation et d'assemblage, des installations d'amarrage, des panneaux solaires, etc. Dans la partie arrière du module, des moteurs de fusée électriques de croisière et de manœuvre seront situés. La charge utile sera transportée à l'aide de dispositifs d'amarrage.
Le composant principal du TEM est la centrale nucléaire de classe mégawatt, développée depuis 2009. Le réacteur de l'installation doit se distinguer par une résistance particulière aux charges thermiques, associée à des modes de fonctionnement particuliers. Un mélange hélium-xénon a été choisi comme réfrigérant. La puissance thermique de l'installation atteindra 3,8 MW, et la puissance électrique - 1 MW. Pour évacuer l'excès de chaleur, il est proposé d'utiliser un réfrigérateur à radiateur goutte à goutte.
L'électricité d'une installation nucléaire doit être fournie à un moteur-fusée électrique. Un moteur ionique prometteur ID-500 est en phase de test. Avec un rendement allant jusqu'à 75 %, il devrait afficher une puissance de 35 kW et une poussée allant jusqu'à 750 mN. Lors des tests en 2017, le produit ID-500 a fonctionné sur le stand pendant 300 heures à une puissance de 35 kW.
Selon les données des années précédentes, le TEM en position de travail aura une longueur de plus de 50-52 m avec un diamètre (pour les fermes ouvertes et les éléments dessus) de plus de 20 m. La masse est d'au moins 20 tonnes. ou plusieurs lanceurs avec assemblage ultérieur. Ensuite, la charge utile doit s'arrimer avec elle. La durée de vie nominale, limitée par la durée de vie du réacteur, est de 10 ans.
De belles perspectives
La principale caractéristique d'un TEM avec une centrale nucléaire, qui le distingue fondamentalement des autres technologies de fusée et de l'espace, est l'impulsion spécifique la plus élevée. L'utilisation d'une centrale spéciale et d'un moteur-fusée électrique permet d'obtenir les paramètres de poussée requis avec une consommation minimale de combustible nucléaire. Ainsi, le TEM, en théorie, est capable de résoudre des problèmes inaccessibles aux systèmes de fusée traditionnels alimentés par du carburant chimique.
Grâce à cela, il devient possible d'utiliser plus activement les moteurs de soutien et de manœuvre tout au long du vol. Cela permet notamment d'utiliser des trajectoires de vol plus favorables vers d'autres corps célestes. La durée de vie de 10 ans permet au TEM d'être utilisé plusieurs fois dans différentes missions, réduisant ainsi le coût de leur organisation. D'une manière générale, l'émergence de systèmes comme le TEM avec une centrale nucléaire offrira à la cosmonautique de nouvelles opportunités dans tous les grands domaines d'activité.
Les moteurs TEM standard ne doivent utiliser qu'une partie de l'électricité des systèmes de production. En conséquence, il reste une grande marge de puissance adaptée à l'utilisation par l'équipement cible.
Cependant, il existe également des inconvénients importants. C'est d'abord la nécessité de développer toute une gamme de nouvelles technologies et la complexité globale du projet. De ce fait, la création d'un TEM demande beaucoup de temps et un financement adapté. Ainsi, le projet Roscosmos est développé depuis environ 10 ans, mais l'application pratique du MET fini est encore dans un avenir lointain. Le coût total du projet est estimé à 17 milliards de roubles.
L'utilisation d'une centrale nucléaire entraîne de sérieuses restrictions à différents stades. Par exemple, tester une centrale nucléaire finie ou un TEM dans son ensemble n'est possible que sur des orbites, ce qui minimisera les dommages causés par d'éventuelles situations d'urgence. Il en va de même pour l'exploitation d'un module de transport et d'énergie prêt à l'emploi.
Futur proche
Aux dernières nouvelles, le développement du projet "Création d'un module de transport et d'énergie basé sur une centrale nucléaire de classe mégawatt" a été mené à bien. Certaines maquettes nécessaires aux tests sont déjà prêtes. Dans les années à venir, les entreprises de Roskosmos et Rosatom devront effectuer un certain nombre de travaux importants avec ces produits et d'autres.
Le prototype de vol du TEM devrait être construit en 2022-2023. Après cela, divers tests devraient commencer, ce qui prendra plusieurs années. Le lancement complet de l'opération TEM est prévu en 2030.
Fin juin, on a appris la préparation du site pour l'exploitation du TEM. Ces équipements seront lancés depuis le cosmodrome de Vostochny. Il n'y a pas si longtemps, un concours était annoncé pour le développement et la construction d'un ensemble d'installations pour la préparation d'engins spatiaux et d'un module de transport et d'énergie. La documentation de conception du complexe technique devrait être élaborée en 2025-2026. La construction devrait démarrer en 2027 et la mise en service aura lieu en 2030. Le coût du contrat est de 13,2 milliards de roubles.
Ainsi, divers travaux sur le thème de la technologie avancée des fusées et de l'espace avec des centrales nucléaires se poursuivront tout au long de la prochaine décennie. Certaines organisations devront terminer le développement et tester le module de transport et d'énergie, tandis que d'autres prépareront l'infrastructure pour son exploitation. Sur la base des résultats de tous ces travaux, en 2030, l'industrie spatiale russe disposera d'une technologie fondamentalement nouvelle avec de larges capacités. Cependant, la complexité de toutes les étapes d'un programme prometteur peut entraîner une modification du calendrier.
