Księżyc stanie się bazą startową dla lotów rosyjskich rakiet w przestrzeń kosmiczną

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                             11 sierpnia rakieta nośna Sojuz 2.1b została wystrzelona z kosmodromu Wostocznyj wraz z rosyjską automatyczną stacją międzyplanetarną Łuna-25. Wystrzelenie automatycznej stacji na orbitę okołoksiężycową o wysokości 100 km planowane jest na 16 sierpnia, a jej miękkie lądowanie na powierzchni naturalnego satelity Ziemi na 21 sierpnia w pobliżu południowego bieguna Księżyca, na północ od krateru Bogusławskiego.

Szef Roskosmosu Jurij Borysow powiedział, że w przyszłości Księżyc stanie się platformą startową do lotów w kosmos. Według niego Łuna-26 zostanie wystrzelona w 2027 r., Łuna-27 w 2028 r., a Łuna-28 po 2030 r.

Loty w kosmos mają między innymi ogromne znaczenie gospodarcze, gdyż otwierają możliwość zagospodarowania niewypowiedzianych bogactw Pasa Asteroid.                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          Asteroidy są pierwotną materią pozostałą po powstaniu Układu Słonecznego. Co pozostaje nieodebrane. Są wszędzie: niektóre latają blisko Słońca, inne znajdują się niedaleko orbity Neptuna. Między Jowiszem a Marsem znajduje się wiele asteroid - tworzą one Pas Asteroid. Asteroidy to prawdziwa kosmiczna jaskinia Aladyna. Wiele z nich zawiera ogromne rezerwy surowców: od wody po nikiel, aluminium, złoto, platynę.

Tak więc trzy tysiące kilometrów sześciennych asteroidy 433 Eros, odkrytej 120 lat temu, zawiera, jak pisaliśmy , więcej aluminium, złota, srebra, cynku i innych metali nieżelaznych, niż wydobyto na Ziemi w całej historii ludzkości.

Dziś Rosja poważnie wyprzedza wszystkie inne kraje w rozwoju silników do statków kosmicznych zdolnych do eksploracji głębokiego kosmosu.

8 grudnia 2020 r. na walnym zgromadzeniu Rosyjskiej Akademii Nauk  Jurij Dragunow, członek korespondent Rosyjskiej Akademii Nauk, główny projektant federalnego projektu „Megawatowa elektrownia jądrowa” złożył sprawozdanie z pomyślnego zakończenia testów megawatowego silnika jądrowego do statków kosmicznych.                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      Prace nad budową megawatowej elektrowni jądrowej (EJ) rozpoczęły się w 2009 roku. Wiodącym wykonawcą projektu był Ośrodek Badawczy im. M.V. Keldysha, a dla elektrowni jądrowej (RU) - Instytut Badawczo-Projektowy Energetyki im. N.A. Dollezhala (NIKIET).                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                     Zaraz po pierwszych lotach rakiet kosmicznych napędzanych chemikaliami w latach pięćdziesiątych XX wieku stało się jasne, że nie mogą one latać daleko w kosmos. Energia, jaką silniki rakietowe mogą przekazać rakietom kosmicznym, zależy od masy zużytego paliwa i kwadratu jego szybkości wygaśnięcia. „Chemiczne” rakiety dowolnego typu nie mogą wyrzucać płonącego paliwa szybciej niż kilka kilometrów na sekundę. Dlatego w ich masie startowej paliwo zajmuje co najmniej 95 proc. Nawet do lotu na Księżyc konieczne było stworzenie rakiet ważących tysiące ton. Tak więc sucha masa samego pierwszego stopnia rakiety Sojuz-2.16 wynosi 3,8 tony, a początkowego, czyli wraz z paliwem, 44,4 tony.

Dłuższe loty na takich silnikach będą po prostu rujnujące i zbyt długie.

Elektryczny silnik rakietowy  (EP) jest pod tym względem wielokrotnie bardziej obiecujący. Jest w stanie wyrzucać zjonizowane cząstki strumienia z dyszy z prędkością do kilkudziesięciu kilometrów na sekundę. Dlatego masę paliwa wyrzucanego do takiego strumienia można zmniejszyć dziesiątki lub więcej razy. Do działania potrzebuje jednak „długo grającego” źródła energii. Panele fotowoltaiczne się do tego nie nadają, bo ich moc spada proporcjonalnie do kwadratu odległości od Słońca i nawet na orbicie marsjańskiej są bardzo słabe. Dlatego tylko reaktory jądrowe nadają się do lotów w kosmos.

Ludzkość właściwie nie ma wyboru: albo będzie musiała wystrzelić statki z reaktorem jądrowym w kosmos, albo nawet odmówić lotu na inne planety Układu Słonecznego, ponieważ silniki „chemiczne” technicznie się do tego nie nadają. Pytanie nie brzmi, czy statek z reaktorem jądrowym poleci na Marsa i Jowisza, ale kiedy to nastąpi i flaga jakiego kraju będzie na pokładzie.

Pomysł stworzenia jądrowego układu napędowego do lotów międzyplanetarnych nie jest nowy. W ZSRR dekret rządowy w sprawie stworzenia wyrzutni rakiet jądrowych (NRM) został podpisany w 1958 roku. Już wtedy przeprowadzono badania, które wykazały, że za pomocą jądrowego silnika rakietowego o mocy kilku megawatów można dostać się na Plutona iz powrotem w ciągu dwóch miesięcy. W USA Laboratorium Los Alamos rozpoczęło prace nad projektem stworzenia silnika jądrowego – Nuclear  Engine for Rocket Vehicle Application (NERVA) , jeszcze wcześniej – w 1952 roku . Prototypy YARD zostały zbudowane w ZSRR RD-0410, w USA NERVA.

Jednak wszystkie projekty stworzenia nuklearnych silników kosmicznych, zarówno radzieckich, jak i amerykańskich, jak pisaliśmy , zakończyły się niepowodzeniem.                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              //Poważne zainteresowanie tworzeniem elektrowni jądrowych, ale już do badań kosmosu, odrodziło się w Rosji pod koniec 2000 roku w związku z pojawieniem się generacji potężnych plazmowych silników elektrycznych.

Elektrownia jądrowa składa się z trzech części: reaktora z cieczą roboczą (mieszanka helowo-ksenonowa) i urządzeniami pomocniczymi (wymiennik ciepła i turbogenerator), elektrycznego układu napędowego rakiety oraz chłodziarko-chłodnicy. Elektrownia jądrowa jest czasami mylona z jądrowym silnikiem rakietowym, ale reaktor jądrowy w elektrowni jądrowej służy tylko do wytwarzania energii elektrycznej, która służy do uruchamiania i zasilania elektrycznego silnika rakietowego (EP), a także dostarcza energię do systemy pokładowe statku kosmicznego.

Płyn roboczy krążący w reaktorze jest podgrzewany do temperatury 1500 stopni Kelvina i obraca turbogenerator, który wytwarza energię elektryczną dla elektrycznego silnika napędowego, który ma impuls właściwy około 20 razy większy niż tradycyjne silniki odrzutowe. Istotne jest również to, że jednostka napędowa pracuje w obiegu zamkniętym – substancje radioaktywne nie przedostają się do otaczającej przestrzeni.//                                                                                                                                                                                                                                                                                  Cechą projektu elektrowni jądrowej, opracowanego pod kierownictwem Jurija Dragunowa, jest zastosowanie specjalnego chłodziwa - mieszaniny helu i ksenonu, zastosowanie wysokotemperaturowego, chłodzonego gazem reaktora na neutrony szybkie, a także części reaktor wykonany jest z rur wykonanych z unikalnego stopu molibdenu TSM-7, który jest w stanie zapewnić pracę reaktora przez ponad 100 tysięcy godzin. W tym czasie sonda będzie w stanie dotrzeć do krawędzi Układu Słonecznego.

Jurij Dragunow  szczegółowo opowiedział  o wszystkich etapach tworzenia elektrowni jądrowych do lotów międzyplanetarnych w przestrzeń kosmiczną. Na zakończenie prac w Federalnym Centrum Jądrowym w Sarowie przeprowadzono kontrolne fizyczne uruchomienie elektrowni jądrowej wraz z zestawem niezbędnych pomiarów na specjalnym stanowisku akceleracyjnym.

Stany Zjednoczone są dość poważnie za Rosją w tworzeniu silnika jądrowego do lotów w kosmos. Amerykańska firma  Ultra Safe Nuclear Technologies (USNC-Tech)  z Seattle  opracowała silnik jądrowy do lotów na Marsa i pod koniec października 2020 roku przekazała go NASA do testów. Taki silnik mógłby, jak twierdzi firma, skrócić czas lotu Ziemia-Mars do trzech miesięcy. Jednak sądząc po wypowiedziach  głównego inżyniera USNC-Tech  , Michaela Eadsa, amerykański silnik jądrowy jest dziesięć razy gorszy od rosyjskiego pod względem kluczowego wskaźnika - określonego impulsu. Z rosyjskiej elektrowni jądrowej na Marsa będzie można polecieć za półtora miesiąca, z amerykańskim silnikiem – za trzy.

Jeden silnik jądrowy nie wystarczy do lotu w kosmos. Potrzebujesz odpowiedniego statku. I taki statek już powstaje w Rosji. 11 grudnia 2020 roku Roskosmos  podpisał  kontrakt o wartości 4,2 mld rubli na opracowanie zaawansowanego projektu kosmicznego holownika jądrowego Nuklon do lotów na Księżyc, Jowisza i Wenus. Projekt zaawansowany to badanie naukowe, które uzasadnia wdrożenie jakościowo nowego rozwoju, a holownik jądrowy to statek międzyplanetarny, który zostanie wystrzelony na orbitę pośrednią poza pierwszym pasem promieniowania Ziemi, to znaczy na wysokość większą ponad 13 tys.km.                                                                                                                                                            Holownik jądrowy będzie używany do transportu statków kosmicznych między ciałami kosmicznymi. Jego roboczy tytuł to megawatowy moduł transportowo-energetyczny (TEM). Jest wystrzeliwany na orbitę pośrednią, po czym ładunek jest wystrzeliwany i dokowany do niego przez oddzielną rakietę. Następnie rozpoczyna swoją kosmiczną odyseję, powiedzmy, z Ziemi na Marsa, Jowisza lub do cennego Pasa Asteroid, aby wykonać niezbędną pracę. Holownik nuklearny nigdy nie ląduje na żadnej planecie.                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  Wraz z wystrzeleniem Luny-25 na naturalnego satelitę Ziemi, stworzeniem nuklearnego silnika kosmicznego i początkiem rozwoju kosmicznego holownika nuklearnego, krajowa kosmonautyka wkroczyła w nową erę kosmiczną, kiedy marzenie radzieckich pionierów kosmicznych wreszcie się spełnią i „na Marsie zakwitną jabłonie”.

Zdjęcie w nagłówku: mirkosmosa.ru                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        https://www.fondsk.ru/news/2023/08/14/luna-stanet-startovoy-bazoy-dlya-polyotov-rossiyskikh-raket-v-dalniy-kosmos.html