TEM 프로젝트 : 우주 용 원자로 및 전기 로켓 엔진
우주 기술 분야에서 최근 몇 년간 가장 대담한 프로젝트 중 하나가 개발되고 있으며 좋은 이유가 있습니다. 뉴스. 최근에는 "메가와트급 원자력 발전소를 기반으로 한 운송 및 에너지 모듈 생성" 프로젝트 작업이 완료된 것으로 알려졌습니다. 이제 과학자들은 일련의 후속 작업을 수행해야 하며 최종 결과는 사용하기에 적합한 본격적인 모듈의 모습이 될 것입니다.
운송 및 에너지 모듈의 레이아웃 옵션 중 하나
2018월 말 로스코스모스는 조직의 주요 활동과 성공을 나타내는 2013년 보고서를 승인했습니다. 무엇보다도 이 보고서는 국가 프로그램 "2020-XNUMX년 러시아 우주 활동"의 틀 내에서 개발된 "메가와트급 원자력 발전소를 기반으로 한 운송 및 에너지 모듈 생성" 프로젝트를 언급합니다.
보고서에 따르면 이 프로젝트는 지난해 완료됐다. 이 작업의 일환으로 설계 문서가 준비되고 개별 제품이 제조 및 테스트되었습니다. 지금은 운송 및 에너지 모듈(TEM)의 지상 프로토타입의 미래 레이아웃 구성 요소에 대해 이야기하고 있습니다.
TEM 생성 작업은 여기서 끝나지 않습니다. 모든 추가 활동은 기존 연방 우주 프로그램의 틀 내에서 수행됩니다. 불행하게도 Roscosmos 보고서는 현재 형태의 TEM 프로젝트에 대한 기술적 세부 사항을 제공하지 않으며 작업 완료 기간도 나타내지 않습니다. 그러나 이러한 데이터는 다른 소스에서 알려져 있습니다.
Roscosmos 보고서에 따르면 TEM 주제에 대한 작업은 계속되고 있으며 곧 새로운 단계에 도달할 것입니다. 이는 거의 10년 전에 승인된 근본적으로 새로운 로켓 및 우주 기술 개발 계획이 가까운 미래에 실행될 것임을 의미합니다.
현재 형태의 원자력 발전소(NPP)를 기반으로 한 운송 에너지 모듈에 대한 아이디어는 2009년에 제안되었습니다. 이 제품의 개발은 Roscosmos 및 Rosatom 기업에서 수행할 예정이었습니다. 이 프로젝트의 주도적 역할은 Energia 로켓 및 우주 기업과 FSUE Keldysh Center가 담당합니다.
2010년에 프로젝트가 시작되었고 첫 번째 연구 및 설계 작업이 시작되었습니다. 당시에는 핵 추진 시스템과 연료전지의 주요 구성품이 2013년 안에 완성될 것이라고 밝혔습니다. TEM의 예비 설계는 2014년에 준비되었습니다. 500년에는 핵 추진 시스템과 ID-XNUMX 이온 엔진의 구성 요소에 대한 테스트가 시작되었습니다. 이후 다양한 작품과 성공에 대한 메시지가 반복적으로 등장했다. 핵 추진 시스템과 열전 차량의 다양한 요소를 제작하고 테스트했으며, 신기술 적용 분야도 모색했습니다.
TEM 프로젝트가 개발되면서 이 제품의 대략적인 모습을 보여주는 이미지가 오픈 소스에 정기적으로 게시되었습니다. 이런 자료가 마지막으로 등장한 것은 지난해 11월이었다. 이 버전의 외관은 주요 기능이 일부 유사하지만 이전 버전과 눈에 띄게 달랐다는 점이 궁금합니다.
수송 에너지 모듈은 지구 궤도와 기타 궤도 모두에서 우주에서 작동하기 위한 다목적 수단으로 간주됩니다. 그것의 도움으로 앞으로 페이로드를 궤도로 발사하거나 다른 천체로 보낼 계획입니다. TEM은 우주선 정비나 우주 잔해물 퇴치에도 사용될 수 있습니다.
TEM은 슬라이딩 하중 지지 트러스를 수용하여 필요한 치수를 보장합니다. 농장에 원자로 설치, 계측 및 조립 단지, 도킹 시설, 태양광 패널 등을 갖춘 전력 장치를 설치하는 것이 제안되었습니다. 주 및 조종 전기 로켓 엔진은 모듈 후면에 위치합니다. 페이로드는 도킹 장치를 사용하여 운송됩니다.
TEM의 주요 구성 요소는 2009년부터 개발된 메가와트급 원자력 발전소입니다. 설비의 원자로는 특수 작동 모드와 관련된 온도 부하에 특히 저항해야 합니다. 헬륨-크세논 혼합물이 냉각제로 선택되었습니다. 설비의 화력은 3,8MW, 전력 – 1MW에 도달합니다. 과도한 열을 배출하려면 드립 냉장고 이미 터를 사용하는 것이 좋습니다.
원자력 시설에서 나오는 전기는 전기 로켓 엔진에 공급되어야 합니다. 유망한 ID-500 이온 엔진은 테스트 단계에 있습니다. 최대 75%의 효율로 35kW의 출력과 최대 750mN의 추력을 발휘해야 합니다. 2017년 테스트 중 ID-500 제품은 300kW의 출력으로 35시간 동안 스탠드에서 작동했습니다.
이전 연도의 데이터에 따르면 작업 위치의 TEM은 길이가 50-52m 이상이고 직경(열린 트러스 및 그 위에 있는 요소에 따라)이 20m 이상입니다(최소 20톤). 그러한 모듈을 지구 저궤도로 발사하는 것은 하나 또는 여러 개를 사용하여 수행됩니다. 미사일- 후속 조립이 가능한 캐리어. 그러면 페이로드가 도킹되어야 합니다. 원자로 자원에 따라 제한되는 설계 서비스 수명은 10년입니다.
다른 로켓 및 우주 기술과 근본적으로 구별되는 핵 추진 시스템을 갖춘 TEM의 주요 특징은 가장 높은 특정 충격량입니다. 특수 발전소와 전기 로켓 엔진을 사용하면 최소한의 핵연료 소비로 필요한 추력 매개 변수를 얻을 수 있습니다. 따라서 TEM은 이론적으로 전통적인 화학 연료 로켓 시스템으로는 접근할 수 없는 문제를 해결할 수 있습니다.
덕분에 비행 내내 서스테이너와 조종 엔진을 보다 적극적으로 사용할 수 있게 됐다. 특히 이를 통해 다른 천체에 대한 보다 유리한 비행 궤적을 사용할 수 있습니다. 10년의 사용 수명을 통해 TEM을 다양한 임무에 반복적으로 사용할 수 있어 조직의 비용이 절감됩니다. 일반적으로 원자력 추진력을 갖춘 TEM과 같은 시스템의 출현은 모든 주요 활동 영역에서 우주 비행에 새로운 기회를 제공할 것입니다.
표준 TEM 엔진은 발전 시스템에서 나오는 전기의 일부만 사용해야 합니다. 따라서 대상 장비에서 사용하기에 적합한 전력이 많이 남아 있습니다.
그러나 심각한 단점도 있습니다. 우선, 이는 여러 가지 새로운 기술을 개발하고 프로젝트의 전반적인 복잡성을 개발할 필요가 있다는 것입니다. 결과적으로 TEM 창설에는 많은 시간과 적절한 자금이 필요합니다. 따라서 로스코스모스 프로젝트는 약 10년 동안 개발을 진행해 왔지만 완성된 TEM의 실제 적용은 아직 요원한 일이다. 프로젝트의 총 비용은 17억 루블로 추산됩니다.
지난 가을에 선보인 TEM 모양의 변형
원자력 발전소의 사용은 다양한 단계에서 심각한 제한을 초래합니다. 예를 들어, 완성된 핵추진 시스템이나 연료전지 전체에 대한 테스트는 궤도에서만 가능하므로 비상 상황에서 발생할 수 있는 피해를 최소화할 수 있습니다. 완성된 운송 및 에너지 모듈의 작동에도 동일하게 적용됩니다.
최근 뉴스에 따르면 '메가와트급 원자력발전소 기반 수송 및 에너지 모듈 구축' 프로젝트 개발이 성공적으로 완료됐다. 테스트에 필요한 일부 프로토타입은 이미 준비되어 있습니다. 앞으로 몇 년 동안 Roscosmos와 Rosatom의 기업은 이러한 제품과 기타 제품을 사용하여 여러 가지 중요한 작업을 수행해야 합니다.
TEM의 비행 프로토타입은 2022~23년에 제작될 예정이다. 그 후에는 다양한 테스트가 시작되어야 하며 이는 몇 년이 걸립니다. TEM 사업의 본격 가동은 2030년으로 예상된다.
2025월 말에는 TEM 운영 부지를 준비 중인 것으로 알려졌다. 이러한 장비는 Vostochny 우주 비행장에서 발사될 예정입니다. 얼마 전 우주선 준비 시설과 운송 및 에너지 모듈을 개발하고 건설하기 위한 공모전이 발표되었습니다. 기술 단지에 대한 설계 문서는 26-2027년에 개발되어야 합니다. 2030년 착공해 13,2년 시운전을 실시할 예정이다. 계약금액은 XNUMX억 루블이다.
따라서 원자력 추진을 통한 유망 로켓 및 우주 기술을 주제로 한 다양한 연구가 향후 2030년 동안 계속될 것입니다. 일부 조직에서는 운송 및 에너지 모듈의 개발을 완료하고 테스트해야 하며, 다른 조직에서는 운영을 위한 인프라를 준비해야 합니다. 이 모든 작업의 결과를 바탕으로 XNUMX년에 러시아 우주 산업은 광범위한 역량을 갖춘 근본적으로 새로운 기술을 보유하게 될 것입니다. 그러나 유망한 프로그램의 모든 단계가 복잡해 일정이 변경될 수 있습니다.
운송 및 에너지 모듈의 레이아웃 옵션 중 하나
업무보고
2018월 말 로스코스모스는 조직의 주요 활동과 성공을 나타내는 2013년 보고서를 승인했습니다. 무엇보다도 이 보고서는 국가 프로그램 "2020-XNUMX년 러시아 우주 활동"의 틀 내에서 개발된 "메가와트급 원자력 발전소를 기반으로 한 운송 및 에너지 모듈 생성" 프로젝트를 언급합니다.
보고서에 따르면 이 프로젝트는 지난해 완료됐다. 이 작업의 일환으로 설계 문서가 준비되고 개별 제품이 제조 및 테스트되었습니다. 지금은 운송 및 에너지 모듈(TEM)의 지상 프로토타입의 미래 레이아웃 구성 요소에 대해 이야기하고 있습니다.
TEM 생성 작업은 여기서 끝나지 않습니다. 모든 추가 활동은 기존 연방 우주 프로그램의 틀 내에서 수행됩니다. 불행하게도 Roscosmos 보고서는 현재 형태의 TEM 프로젝트에 대한 기술적 세부 사항을 제공하지 않으며 작업 완료 기간도 나타내지 않습니다. 그러나 이러한 데이터는 다른 소스에서 알려져 있습니다.
병력
Roscosmos 보고서에 따르면 TEM 주제에 대한 작업은 계속되고 있으며 곧 새로운 단계에 도달할 것입니다. 이는 거의 10년 전에 승인된 근본적으로 새로운 로켓 및 우주 기술 개발 계획이 가까운 미래에 실행될 것임을 의미합니다.
현재 형태의 원자력 발전소(NPP)를 기반으로 한 운송 에너지 모듈에 대한 아이디어는 2009년에 제안되었습니다. 이 제품의 개발은 Roscosmos 및 Rosatom 기업에서 수행할 예정이었습니다. 이 프로젝트의 주도적 역할은 Energia 로켓 및 우주 기업과 FSUE Keldysh Center가 담당합니다.
2010년에 프로젝트가 시작되었고 첫 번째 연구 및 설계 작업이 시작되었습니다. 당시에는 핵 추진 시스템과 연료전지의 주요 구성품이 2013년 안에 완성될 것이라고 밝혔습니다. TEM의 예비 설계는 2014년에 준비되었습니다. 500년에는 핵 추진 시스템과 ID-XNUMX 이온 엔진의 구성 요소에 대한 테스트가 시작되었습니다. 이후 다양한 작품과 성공에 대한 메시지가 반복적으로 등장했다. 핵 추진 시스템과 열전 차량의 다양한 요소를 제작하고 테스트했으며, 신기술 적용 분야도 모색했습니다.
TEM 프로젝트가 개발되면서 이 제품의 대략적인 모습을 보여주는 이미지가 오픈 소스에 정기적으로 게시되었습니다. 이런 자료가 마지막으로 등장한 것은 지난해 11월이었다. 이 버전의 외관은 주요 기능이 일부 유사하지만 이전 버전과 눈에 띄게 달랐다는 점이 궁금합니다.
기술적 특징
수송 에너지 모듈은 지구 궤도와 기타 궤도 모두에서 우주에서 작동하기 위한 다목적 수단으로 간주됩니다. 그것의 도움으로 앞으로 페이로드를 궤도로 발사하거나 다른 천체로 보낼 계획입니다. TEM은 우주선 정비나 우주 잔해물 퇴치에도 사용될 수 있습니다.
TEM은 슬라이딩 하중 지지 트러스를 수용하여 필요한 치수를 보장합니다. 농장에 원자로 설치, 계측 및 조립 단지, 도킹 시설, 태양광 패널 등을 갖춘 전력 장치를 설치하는 것이 제안되었습니다. 주 및 조종 전기 로켓 엔진은 모듈 후면에 위치합니다. 페이로드는 도킹 장치를 사용하여 운송됩니다.
TEM의 주요 구성 요소는 2009년부터 개발된 메가와트급 원자력 발전소입니다. 설비의 원자로는 특수 작동 모드와 관련된 온도 부하에 특히 저항해야 합니다. 헬륨-크세논 혼합물이 냉각제로 선택되었습니다. 설비의 화력은 3,8MW, 전력 – 1MW에 도달합니다. 과도한 열을 배출하려면 드립 냉장고 이미 터를 사용하는 것이 좋습니다.
원자력 시설에서 나오는 전기는 전기 로켓 엔진에 공급되어야 합니다. 유망한 ID-500 이온 엔진은 테스트 단계에 있습니다. 최대 75%의 효율로 35kW의 출력과 최대 750mN의 추력을 발휘해야 합니다. 2017년 테스트 중 ID-500 제품은 300kW의 출력으로 35시간 동안 스탠드에서 작동했습니다.
이전 연도의 데이터에 따르면 작업 위치의 TEM은 길이가 50-52m 이상이고 직경(열린 트러스 및 그 위에 있는 요소에 따라)이 20m 이상입니다(최소 20톤). 그러한 모듈을 지구 저궤도로 발사하는 것은 하나 또는 여러 개를 사용하여 수행됩니다. 미사일- 후속 조립이 가능한 캐리어. 그러면 페이로드가 도킹되어야 합니다. 원자로 자원에 따라 제한되는 설계 서비스 수명은 10년입니다.
위대한 잠재 고객
다른 로켓 및 우주 기술과 근본적으로 구별되는 핵 추진 시스템을 갖춘 TEM의 주요 특징은 가장 높은 특정 충격량입니다. 특수 발전소와 전기 로켓 엔진을 사용하면 최소한의 핵연료 소비로 필요한 추력 매개 변수를 얻을 수 있습니다. 따라서 TEM은 이론적으로 전통적인 화학 연료 로켓 시스템으로는 접근할 수 없는 문제를 해결할 수 있습니다.
덕분에 비행 내내 서스테이너와 조종 엔진을 보다 적극적으로 사용할 수 있게 됐다. 특히 이를 통해 다른 천체에 대한 보다 유리한 비행 궤적을 사용할 수 있습니다. 10년의 사용 수명을 통해 TEM을 다양한 임무에 반복적으로 사용할 수 있어 조직의 비용이 절감됩니다. 일반적으로 원자력 추진력을 갖춘 TEM과 같은 시스템의 출현은 모든 주요 활동 영역에서 우주 비행에 새로운 기회를 제공할 것입니다.
표준 TEM 엔진은 발전 시스템에서 나오는 전기의 일부만 사용해야 합니다. 따라서 대상 장비에서 사용하기에 적합한 전력이 많이 남아 있습니다.
그러나 심각한 단점도 있습니다. 우선, 이는 여러 가지 새로운 기술을 개발하고 프로젝트의 전반적인 복잡성을 개발할 필요가 있다는 것입니다. 결과적으로 TEM 창설에는 많은 시간과 적절한 자금이 필요합니다. 따라서 로스코스모스 프로젝트는 약 10년 동안 개발을 진행해 왔지만 완성된 TEM의 실제 적용은 아직 요원한 일이다. 프로젝트의 총 비용은 17억 루블로 추산됩니다.
지난 가을에 선보인 TEM 모양의 변형
원자력 발전소의 사용은 다양한 단계에서 심각한 제한을 초래합니다. 예를 들어, 완성된 핵추진 시스템이나 연료전지 전체에 대한 테스트는 궤도에서만 가능하므로 비상 상황에서 발생할 수 있는 피해를 최소화할 수 있습니다. 완성된 운송 및 에너지 모듈의 작동에도 동일하게 적용됩니다.
미래의 미래
최근 뉴스에 따르면 '메가와트급 원자력발전소 기반 수송 및 에너지 모듈 구축' 프로젝트 개발이 성공적으로 완료됐다. 테스트에 필요한 일부 프로토타입은 이미 준비되어 있습니다. 앞으로 몇 년 동안 Roscosmos와 Rosatom의 기업은 이러한 제품과 기타 제품을 사용하여 여러 가지 중요한 작업을 수행해야 합니다.
TEM의 비행 프로토타입은 2022~23년에 제작될 예정이다. 그 후에는 다양한 테스트가 시작되어야 하며 이는 몇 년이 걸립니다. TEM 사업의 본격 가동은 2030년으로 예상된다.
2025월 말에는 TEM 운영 부지를 준비 중인 것으로 알려졌다. 이러한 장비는 Vostochny 우주 비행장에서 발사될 예정입니다. 얼마 전 우주선 준비 시설과 운송 및 에너지 모듈을 개발하고 건설하기 위한 공모전이 발표되었습니다. 기술 단지에 대한 설계 문서는 26-2027년에 개발되어야 합니다. 2030년 착공해 13,2년 시운전을 실시할 예정이다. 계약금액은 XNUMX억 루블이다.
따라서 원자력 추진을 통한 유망 로켓 및 우주 기술을 주제로 한 다양한 연구가 향후 2030년 동안 계속될 것입니다. 일부 조직에서는 운송 및 에너지 모듈의 개발을 완료하고 테스트해야 하며, 다른 조직에서는 운영을 위한 인프라를 준비해야 합니다. 이 모든 작업의 결과를 바탕으로 XNUMX년에 러시아 우주 산업은 광범위한 역량을 갖춘 근본적으로 새로운 기술을 보유하게 될 것입니다. 그러나 유망한 프로그램의 모든 단계가 복잡해 일정이 변경될 수 있습니다.
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