Космический ядерный буксир

Недавно наш президент заявил, что Россия опережает своих конкурентов на 6–7 лет в технологиях ядерной космической энергетики. Понятно, что в последнее время мы утратили свое преимущество практически во всем. США и Китай активно запускают свои пилотируемые корабли и по числу космонавтов в год уже практически догнали нас. С ракетными технологиями у них тоже все хорошо. По спутниковым технологиям они нас уже опережают, а про неземные исследования даже сравнивать нечего, мы их просто не ведем.

Что же это за ядерная космическая энергетика?

Если коротко, это двигатель с ядерным реактором. Теоретически он способен развить больше тяги на 1 кг. используемого топлива, что должно снизить массу этого топлива и соответственно стоимость полетов. Эти технологии далеко не новы, разработки в этом направлении вели США И СССР еще с 60-х годов, но дальше экспериментов не пошло.

Исследования России в этом направлении свелись в итоге к аванпроекту «Нуклон».

Что это будет такое?

Предполагается создание космического буксира с ядерной установкой, которая должна будет забрасывать до 10 тонн полезной нагрузки к Луне в течение 200 суток.

Вот расчетные технические характеристики:

Космический комплекс «Нуклон» будет включать в себя:

Орбитальный комплекс, состоящий из двух модулей:

• Транспортно-энергетический модуль (ТЭМ);
• Модуль полезной нагрузки (МПН);
• Технический комплекс на космодроме Восточный;
• Наземный комплекс управления;
• Специальные средства транспортирования.

Общая масса «Нуклона» не должна превышать 55 тонн (ТЭМ не более 35 и МПН (с учетом массы рабочего тела) не более 20 тонн).

Срок активного существования: не менее 2,5 лет после первичного запуска ЯЭУ для ТЭМ и не менее 2 лет для МПН.

Насколько прорывная технология?

Пока сложно судить. По мне, в данном виде она не даст каких-либо существенных преимуществ.

Эта система работает только в космосе, т. е. ее надо туда выводить обычной ракетой, при этом один из двух элементов имеет массу 35 тонн, а ракет с такой грузоподъемностью в России нет.

"Ангара-А5В" с грузоподъемностью 37 тонн, в проекте, первый пуск в планах 2027, как у нас срываются планы, мы знаем, потом будет несколько испытательных запусков, на что уйдет еще несколько лет. Плюс под нее надо еще строить отдельный стартовый стол на Восточном. Хотя теоретически можно обратиться в SpaceX и вывести модуль на их Falcon Heavy.

10 тонн за 200 суток. Почему так долго? Дело в том, что двигатель данной конструкции хоть и экономичен и способен долго работать, но имеет малый импульс. Т. е. разгон до 2-й космической скорости будет очень долог, корабль будет кружить по эллиптической орбите Земли, вытягивая по чуть-чуть орбиту с каждым витком. 200 суток это минимум на сегодняшний день, такие сроки резко сокращают возможности применение аппарата. Т. е. ни о каких пилотируемых полетах нет речи, второй момент, длительное нахождение в поясах Ван-Алена в высоким уровнем радиации, что может сказаться на оборудовании и самом грузе. 10 тонн для лунных исследований не так уж и много, напомню что аполлоны, летавшие к Луне, имели массу более 40 тонн. Буксир подойдет в качестве снабжения тех же станций на орбите Луны или для доставки автоматических станций.

200 дней к Луне, назад ну пусть 80 дней, т. е. полный цикл полета займет полгода. Нам пишут, что срок активного существования 2–2,5 года. Выходит, что аппарат можно будет запустить к Луне раз пять с общей массой груза 50 тонн. При этом он хоть и тратит мало топлива, но он его тратит (все таки приходится гонять 55 тонн), после каждого полета надо буде его заправлять.

Что на выходе - для доставки 50 тонн к Луне надо будет осуществить: два запуска для вывода системы в космос (35 и 20 тонн), потом надо еще вывесите в космос доставляемый груз (10 тонн + топливо для дозаправки (ну пусть те же 10 тонн и на той же ракете) пять раз. Итого один запуск "Ангары-А5В" и шесть "Ангары-А5" (протонов к тому времени уже не будет).

Плюс через каждые пять полетов надо полностью делать новую систему, что наверняка очень накладно.

У меня например, сразу возник вопрос, а что если эти запуски делать сразу к Луне? Масса выводимого к Луне груза где-то в 3,5 раза меньше, чем на околоземную орбиту. Т. е. эти же ракеты напрямую смогут доставить к Луне: (1х37 тонн + 6х24 тонны) / 3,5 = 52 тонны. И не надо строить этот самый буксир, и не надо лететь 200 суток (хотя если лететь по экономичному варианту, не за 4 суток, а например за 30, то и массу можно будет существенно увеличить).

Американцы тем же Falcon Heavy смогут забрасывать к Луне до 18 тонн за раз в одноразовом или до 10 тонн в многоразовом варианте, что будет существенно дешевле и быстрее.

Для полета к Марсу та же проблема, срок. Если к Луне лететь 200 суток, то к Марсу потребуется дней 500, а потом еще и возврат. Т. е. срока службы хватит только на один полет туда-обратно, ни о какой экономии уже нет и речи.

Выходит, что при заявленных характеристиках «Нуклон» для полетов к Луне экономически не выгоден. По крайней мере сейчас.

Для реальной экономии срок использования нужно увеличивать ну хотя бы лет до 10 с последующим продлением посредством ремонта (или замены отдельных элементов) прямо на орбите. При таком раскладе уже можно будет и челночные рейсы к Марсу делать и даже к Юпитеру и дальше (тут кстати по времени уже возможно получить выигрыш по сравнению с обычными ракетами, т. к. длительный разгон на больших расстояниях уже будет сокращать время полета).

Так что это очередное громкое заявление, которое на самом деле в ближайшие лет 15 не даст каких-либо существенных преимуществ. И это при условии, что программу вообще смогут довести до конца. При усовершенствовании этой технологии можно достичь эффекта, но это на мой взгляд в далекой перспективе.

Подписывайтесь на мою "космическую" группу в ВК.

Оригинал