– Мы представляем проект ТЭМ – транспортно-энергетический модуль с ионными двигателями, – сказал Мстислав Всеволодович, выходя к плакату. – Это – принципиально новый двигатель, основанный на ионизации рабочего тела с последующим разгоном плазмы в электростатическом поле. Сразу предупреждаю – это – двигатель для дальнего космоса. Для межпланетных перелётов. Его особенность – крайне малый расход рабочего тела, соответственно – малая тяга, но очень высокая скорость истечения – 50 или даже до ста километров в секунду. Такой двигатель работает долго, и может постепенно разогнать корабль до очень высоких скоростей. (В реальной истории первые двигатели с электрическим разгоном плазмы появились в 1965 г) В процессе разработок по электромагнитной пушке у нас появился определённый опыт, который мы сумели удачно применить при создании разгонной системы ионного двигателя.
– А как вы собираетесь проходить радиационные пояса? – спросил Иевлев. – И как охлаждать реактор такой мощности в космосе?
– Радиационные пояса можно проскочить быстро, если разгоняться на обычном ЖРД, – ответил Келдыш. – Но потом, отбросив разгонный блок, появляется возможность значительно облегчить корабль и доразгонять его ионным двигателем. Охлаждение мы сделали довольно необычное. Нам удалось синтезировать для второго контура кремнийорганическую жидкость, которая будет лететь от форсунок до уловителя, – Мстислав Всеволодович указал на «лопухи» радиаторов, – прямо через космос. Испарение будет восполняться из резервного бака. (Источник http://tnenergy.livejournal.com/13275.html)
– Такой корабль будет в первой части полёта постоянно разгоняться, а потом развернётся, и вторую часть полёта будет постепенно тормозиться. За счёт этого можно добиться отсутствия на борту невесомости большую часть полёта. Конечно, это будет микрогравитация, и постоянные тренировки и нагрузки экипажу так или иначе понадобятся. Но иметь привычное представление верха и низа удобно и для людей, и для растений в оранжерее.
– А от Марса обратно на чём стартовать будете? – спросил Никита Сергеевич.
– От Марса стартовать проще, – ответил академик. – У него вторая космическая скорость всего 5 километров в секунду, меньше, чем первая космическая у Земли. И радиационных поясов у Марса нет. Там можно разогнаться относительно небольшим по массе разгонным блоком, или даже на тех же ионных двигателях, по раскручивающейся спирали. Займёт больше времени, но не критично. Конечно, если бы мы могли стартовать с Луны, это решило бы множество проблем. Но до Луны ещё тоже надо добраться, и эта задача по сложности сравнима с Марсом.
– Так, – Первый секретарь потёр виски, собираясь с мыслями. – Что у вас есть реально, кроме красивых плакатов?
– Опытный образец реактора, обкатанный на Земле. И комплект деталей для сборки ещё трёх реакторов, – ответил Бондарюк. – Есть турбинный электрогенератор. Турбина будет работать прямо в потоке гелия из первого контура.
– Опытный образец ионного двигателя, опробованный в вакуумной камере на Земле, – добавил Келдыш. – Пока у нас не отработана система охлаждения реактора, так как отработать её можно только в условиях микрогравитации. Поэтому мы предлагаем запустить автоматические межпланетные станции к Марсу и Венере, оснастив их нашими ионными двигателями и ядерными реакторами Михаила Макаровича.
– Это позволит нам не только обкатать в реальных условиях двигательную систему, но и получить немало научных данных о месте будущей высадки. Делать это так или иначе необходимо. Нам надо составить достаточно точные карты Марса и Венеры, уточнить местные условия. Сделать это дистанционно, наблюдением с Земли, практически невозможно – мешает атмосфера.
– А ну как не сработает? – спросил Хрущёв. – Вдруг вы ошиблись, и ваш вариант охладителей окажется неработоспособен?
– Почему? Это – та же градирня, только в космосе, – пояснил Курчатов.
– Но градирня работает в земных условиях, а что там, в вакууме да в невесомости будет – ещё вопрос, – пояснил свои сомнения Никита Сергеевич. – Надо какой-то запасной, аварийный вариант предусмотреть.
– Есть вариант термоэмиссионного преобразователя, – подсказал Курчатов. – Есть такая разработка, концепт «Топаз». У нас в Институте атомной энергии этот вариант прорабатывался, но в несколько изменённом виде. В оригинальном «Топазе» применены ТВЭЛы крайне сложной конструкции.
– Капсула из 90-процентного оксида урана-235 в молибденовой оболочке используется как катод. Гирлянда таких капсул помещена в трубу между центрирующих вставок из окиси бериллия. Капсулы электрически объединены последовательно, промежуток между ними и трубой откачан до вакуума и наполнен парами цезия, после чего такой ТВЭЛ помещается в реактор.
– Температура катода достигает 1650 градусов, а анода – 1200 градусов, для охлаждения используется теплоноситель из сплава натрия и калия. С семидесяти девяти таких сборок можно снять 10 киловатт электрической мощности. По сравнению с ТЭМ – копейки, но для маломощных ионных двигателей и питания научной аппаратуры – хватит.
(Источник http://tnenergy.livejournal.com/12275.html)
– Сложностей много. Натрий и калий в реакторе. Очень теплонапряжённый реактор. С другой стороны – площадь охладителей в этом случае меньше.
– Мы по этому пути не пошли. Решили прорабатывать подогрев молибденовых катодов тем же гелиевым теплоносителем, который штатно используется в ТЭМ. Эффективность на несколько порядков меньше, чем в случае с турбинным генератором, поэтому от этой идеи отказались. ТЭМ даёт возможность использовать значительно более мощные ионные двигатели.
– А ведь этот двигатель, о котором товарищ Расплетин говорил недавно, он ведь тоже электрический, так? – спросил Хрущёв.
– Совершенно верно, – подтвердил Келдыш. – У него есть свои достоинства. Этот двигатель работает вовсе без рабочего тела. Но тягу он создаёт заметно меньшую, чем наш ионный двигатель. Я бы сказал, что ионный двигатель больше пригоден для перелётов длительностью до одного года, а EmDrive – для длительных полётов, продолжительностью несколько лет. К тому же мы пока не вполне понимаем физический принцип, на котором он работает. В общем, возможно даже комбинирование нескольких типов двигателей. Всё будет зависеть от задачи.
– Вероятно, на ваших автоматических межпланетных станциях стоит отработать разные типы двигателей, не замыкаясь на каком-то одном, – предположил Хрущёв.
– Мы так и собирались сделать, – подтвердил академик.
– Автоматические станции запускать так или иначе будем, – согласился Никита Сергеевич. – Предварительная разведка необходима. Станции кто будет делать?
– Предполагаем поручить научное оборудование и общую увязку Георгию Николаевичу Бабакину, – ответил академик. – Двигательную часть делаем мы, реактор – Михаил Макарович под общим руководством Игоря Васильевича.
– Я бы ещё рекомендовал товарища Лейпунского подключить, для консультаций, – посоветовал Первый секретарь. – У него есть опыт разработки небольших реакторов самых экзотических конструкций. Александр Ильич, поможете товарищам?
– Безусловно, буду рад поучаствовать в такой интересной работе, – ответил Лейпунский.
– Также было бы крайне желательно запустить на орбиту большой телескоп космического базирования, – внёс следующее предложение Келдыш. – Такому телескопу понадобится точная система ориентации и стабилизации, в ней ионные двигатели тоже будут весьма кстати. Я уж не говорю о том, что такой телескоп можно и на Землю повернуть. Разрешение у него будет значительно лучше, чем у спутников фоторазведки.
– С научной точки зрения, как я понимаю, дело нужное. А для народного хозяйства от этого телескопа какой толк?
– Вообще-то прямой, – ответил академик. – У нас создаётся система противоракетной обороны. Но существует опасность, значительно превосходящая ядерную войну. От неё не спасут ни стратегические ядерные силы, ни ПРО, ни международные соглашения.
