Űrvilág
Űrvilág űrkutatási hírportál (http://www.urvilag.hu)

 

Nukleáris űrvontató
(Rovat: Orosz űrtervek, Új eszközök és anyagok - 2021.07.27 07:15.)

Oroszország nagy méretű és teljesítményű, nukleáris meghajtású űrvontató tervezésén és építésén dolgozik.

Az orosz katonai űreszközök egyik legjelentősebb fejlesztője, a szentpétervári KB Arszenal (Конструкторское бюро «Арсенал») tervezőiroda irányításával folyik a munka. (A vállalat már a szovjet időkben is foglalkozott nukleáris áramforrású űreszközök készítésével, ők gyártották többek közt azt a Kozmosz műholdat, amelyik 1977-ben Kanada sarkvidéki területén lezuhant.

A projekt hivatalos rövidítése TEM (Transport and Energy Module), tervei az orosz űrprogram követői számára nem számítanak újdonságnak. A TEM gyökerei az űrkorszak kezdetéig nyúlnak vissza, a terv lényege egy nukleáris reaktor egyesítése az elektromos (ion- vagy más néven plazma-) meghajtással. A elektromos meghajtórendszer felforrósítja, ezáltal ionizálja a használt gázt, majd az ionokat felgyorsítva tolóerőt hoz létre. A hajtóanyag egységnyi tömegére vetítve az ionhajtóművek jobb hatásfokkal működnek a hagyományos hajtóműveknél, azonban tolóerejük viszonylag csekély, ezért rendkívül nagy elektromos teljesítmény szükséges a működtetésükhöz, ami űrbeli használhatóságuk lehetőségeit beszűkíti.


A TEM űrvontató üzemkész állapotba helyezése a Föld körüli pályán. (Kép: KB Arszenal)

Nukleáris erőforrást számos, a Naprendszer külső térségeit kutató űreszközön használtak már, de nem meghajtásra, hanem csak áramfejlesztésre (RTG). A meghajtáshoz szükséges nagy teljesítményű nukleáris reaktorok fejlesztése viszont csak a Földön lehetséges, ahol a környezetvédelmi és biztonsági aggályok az utóbbi időben lassították a fejlesztések tempóját. Ennek ellenére századunk elején az orosz hadsereg érdeklődése láthatóan ismét a nagy teljesítményű nukleáris reaktorok fejlesztése felé fordult, amelyeket nemcsak a hajtóművekhez, hanem a nagy teljesítményigényű űreszközök, például felderítő radarantennák vagy az ellenséges műholdak érzékelőit lézerrel „megvakító” eszközök létrehozásához használnának.

A fejlesztéseket az orosz Védelmi Minisztérium jelentős költségvetéssel támogatja. Bár a fejlesztés nagy része szigorúan titkos, ennek ellenére a KB Arszenal 2020-ben fotókat hozott nyilvánosságra a TEM eszköz életnagyságú makettjéről vagy prototípusáról, valamint egy animációt az eszköz Föld körüli pályán történő üzembe helyezéséről. A KB Arszenal 2016 és 2018 közötti cégismertetőiből kiderül, hogy a vállalatnál folyik a TEM fejlesztése és a különböző részegységek tesztelése.


A TEM űrvontató főbb egységei. (Kép: KB Arszenal)

Az Arszenal 2018–19-ben a Jadro (Mag) tanulmány keretében megvizsgálta egy megawatt kategóriájú nukleáris energiatermelő egység katonai és polgári használatának lehetőségeit, többek közt műholdellenes fegyverekben. További lehetséges feladatokként az Arszenal a Föld felszínének és a légtérnek a távérzékelését, az elektromágneses csapásmérést, a felderítést, a hírközlést és a navigációt, valamint hasznos teher Hold közeli pályára juttatását jelölték meg. Szóba került egy nagy teljesítményű adattovábbító űrszonda működtetése a Mars L1 Lagrange-pontjában, amely kommunikációs kapcsolatot biztosíthatna egy marsbázis, a Mars körül keringő űrszondák és a Föld között. Megvizsgálták egy, a Mars felszínére telepíthető energiatermelő nukleáris rendszer lehetőségét is.

A TEM-ben a nukleáris reaktor hőt termel, amit mechanikus turbinával vagy a mozgó alkatrész nélkül működő, úgynevezett termikus emissziós módszerrel alakítanának elektromossággá. Úgy tűnik, hogy kisebb hatásfoka ellenére egyszerűsége miatt utóbbit használnák a TEM 2020-ban bemutatott változatában. A nukleáris reaktor működése során elkerülhetetlenül keletkező hulladékhőt radiátorok rendszerével sugároznák ki a világűrbe. A nyilvánosságra került tervek alapján úgy tűnik, három fő, és három segédradiátort használnának, előbbiek a rektorban, utóbbiak a fedélzeti berendezések működése során termelődő hulladékhőt vezetnék el.


A rácsos tartó életnagyságú makettjének tesztelése a LB Arszenal üzemében. (Kép: KB Arszenal)

A képek alapján megfigyelők úgy vélik, hogy a radiátorokban turbinával keringetett hűtőfolyadékot használnának a hő szállítására, ami kevésbé korszerű módszer, mint az a kapillárisokkal működő, amelyet korábban a Mir űrállomáson már kipróbáltak. A reaktort sugárvédelmi okokból egy kúpos védőpajzs mögé helyezték. Tovább növeli a biztonságot, hogy a reaktor egy négy részből álló, teleszkóposan kinyújtható, ultrakönnyű kompozit anyagokból készült rácsos szerkezetű rúd végére került. A rúd akkor nyúlik ki, miután a TEM a Föld körüli pályán levált a hordozórakétáról.


A TEM összehajtogatott állapotban. (Kép: KB Arszenal)

A hozzáférhető publikációk szerint a TEM nukleáris reaktorát akkor aktiválnák, amikor az eszköz eléri a 600–800 km közötti magasságot, ami már elég ahhoz, hogy a légköri fékeződés miatt ne zuhanjon le. A reaktor indításáig napelemekkel biztosítanák az energiaellátást. Az Arszenal által 2020-ban nyilvánosságra hozott fotókon a nagyméretű űreszköz kulcsfontosságú részei láthatók, így a hajtóművek, a radiátorok és a kitolható rúd, amelynek a végére a reaktor kerül. Úgy tűnik, hogy az orosz TEM űrvontató a mozgatandó teher nélkül 20–30 tonna közötti tömegű lehet, így pályára állításához Angara-5M vagy Angara-5V hordozórakétára lesz szükség, amelyek Vosztocsnijból állíthatnák pályára az eszközt.

Teljes verzióMinden jog fenntartva - urvilag.hu 2002-2024