Россия проводит революцию в космонавтике. Создается ядерный планетолет Зевс. Это корабль с ядерным реактором на борту, который сможет долететь до Юпитера и вернутся обратно. У этого проекта много названий, так как он еще в стадии создания - "Нуклон", "Ядерный буксир", "Транспортно-энергетический модуль", "Зевс".
Суть революции
Здесь надо вспомнить закон Циолковского о максимальной скорости ракеты, которую она может развить:
макс. скорость = скорость истечения * ln(масса начальной / масса конечная).
Скорость может увеличиться либо от увеличения скорости струи, либо от увеличения логарифма. К сожалению, логарифм так работает, что "сжирает" все отношение массы ракеты на старте к массе ракеты без топлива в конце полета.
Для примера, если полезная нагрузка от всей массы ракеты 1%, то логарифм равен 4.6. Если добавить еще топлива и сделать, чтоб масса полезной нагрузки была всего 0.1%, то логарифм равен 6.9.
То есть вы загрузили еще очуметь сколько топлива, а максимальная скорость увеличилась всего в 1.5 раза. Печально.
Другой вариант это увеличивать скорость истечения. И здесь кроется вся суть. Современные химические двигатели дают максимум 4,5 км/с. Ионные двигатели дают 70-200 км/с. Почувствуйте, как говорится, разницу.
Для работы ионных двигателей нужно электричество. Именно поэтому в Зевсе будет установлен ядерный реактор. Такие двигатели позволят разгонять аппарат не до 10-18 км/с как летают маленькие Вояджеры, а до 40-70 км/с и иметь на борту электростанцию для обеспечения всех нужды.
Устройство корабля
Устройство аппарата довольно простое. Ядерный реактор как кипятильник нагревает жидкость, которая крутит турбину и вырабатывает электричество. Жидкость охлаждается в панелях охлаждения и снова поступает в реактор. Электричество питает двигатели корабля и все бортовые системы. Мощность реактора 0.5-1 мегаватт. Этой мощности хватит для питания 100 домов.
Главное преимущество - это наличие на борту мощного источника энергии. Никакие химические двигатели столько энергии не смогут выдавать долгие годы. Им требуются сотни тонн топлива. Здесь речь идет всего примерно о 20 тонн газа ксенона. И срок службы аппарата порядка 10 лет.
Коротко об аппарате можете посмотреть в презентации исполнительного директора по перспективным программам и науке ГК "Роскосмос" Александр Витальевич Блошенко.
Цели и задачи
Аппарат может решать следующие задачи:
- "Просвечивание" небесных тел в глубину. Для него создается модуль для сканирования радиоволнами коры Луны на пару километров(!) в глубину. А можно же не только Луну. Можно и Землю сканировать. Можно и Марс, и Венеру. Можно не отправлять на другие планеты людей, а узнать строение небесного тела с орбиты.
- Мощный передатчик и ретранслятор связи. Аппарат с орбиты Марса сможет передавать видео в HD и усиливать все сигналы других спутников в межпланетном пространстве. Сейчас на том же Вояджере стоит передатчик на 23 вт. И для приема сигнала от него на Земле стоят огромные антенны. Здесь же речь может идти о тысячах ватт.
- Обеспечение энергией Российской орбитальной станции РОСС. Зевс может пристыковаться к станции и стать для нее источником электричества. Это позволит выполнять эксперименты со сваркой, резкой, 3D-печатью, выращивать оранжереи и прочее и прочее. У вас переизбыток энергии.
- Исследование космических тел, доставка на них зондов и возвращение образцов обратно на Землю. Одно из-за направлений - исследование спутников Юпитера. Например, спутник Европа, который покрыт океаном под толщей льда. Возможно, там есть жизнь.
- Военные нужды. "Подсвечивание" мощными радиоволнами всего, что есть на орбите и на Земле для наведения наших ракет. Вокруг планеты полно военных спутников, которые специально затемнены со стороны Земли, чтобы их сложнее было отследить. А такой корабль сможет с "сверху" их "увидеть".
- Пилотируемая миссия на другие планеты. Пока это очень далекая перспектива. Нечего там людям делать. Но это единственный корабль, который сможет доставить людей до Марса и вернуть их обратно. Причем до Марса "Зевс" может дотащить не просто пилотируемый корабль типа "Орел", а целую орбитальную станцию РОСС. Такие планы тоже имеются.
Текущее состояние проекта
Запуск аппарата намечен примерно на 2030 год. Сейчас по проекту уже создан ядерный реактор, несколько вариантов двигателей. Их тестируют, выбирают какой в итоге установить, дорабатывают. Есть панели охлаждения. Работа идет.
А что у других?
Никто в мире ничего подобного не делает. США пробуют создать ядерный реактор для космических кораблей, но:
- Используют старую технологию продувки водорода через активную зону реактора. У нас в СССР был создан РД-0410, но оказалось, что водород при высоких температурах становится жутким коррозийным веществом, которое все сжирает в хлам. Проект закрыли в 1988г.
- Для двигателя нужен водород. Много водорода. А в жидком состояние его хранить можно только при -259 градусе. Ни о каких полетах до Юпитера и обратно речи нет. Столько водорода не напасешься на орбите.
- США даже на земле не могут достроить свои АЭС. Поэтому о ядерном планетолете пока речи даже близко не идет.
Так что мы по этому проекту опережаем всех на 15-20 лет.
Ждать запуска осталось недолго. Запуск в 2030 году.