За двадцать лет к альфе Центавра

Госкорпорация «Роскосмос» выдала техническое задание санкт-петербургскому конструкторскому бюро «Арсенал» на разработку орбитальной электростанции с ядерной энергетической установкой (ЯЭУ). Эту космическую АЭС предполагается использовать для подзарядки других спутников посредством передачи энергии при помощи лазерного луча
За двадцать лет к альфе Центавра
Иллюстрация: Алексей Таранин

Уже известно, что проект новой электростанции должен быть готов ровно через год. При этом специалистам «Арсенала» предстоит не только определить возможный облик и основные характеристики всей системы, но и представить варианты ее размещения на различных орбитах, а также подготовить схемы выведения в космос. «Для определения вариантов проектного облика космического комплекса и обеспечения возможности его поэтапного создания допускается рассматривать уровни выходной мощности ядерной энергоустановки от 100 кВт до 1000 кВт», — говорится в техзадании «Роскосмоса».

Не секрет, что работы над созданием космической ЯЭУ нового поколения для питания электрореактивных двигателей и бортовых систем спутников в нашей стране ведутся с 2010 года. Этой тематикой, в частности, занимается НПО «Красная звезда», входящее в структуру «Росатома». А сам «Арсенал» непосредственно разрабатывает и производит спутники, оснащенные ЯЭУ. В советское время это предприятие создало в общей сложности более трех десятков таких космических аппаратов. Самые известные из них — спутники двустороннего радиолокационного обзора серии УС-АМ, которые использовались в глобальной морской системе космической разведки и целеуказания «Легенда». Благодаря этой системе наши тактические атомные подлодки могли безошибочно обнаруживать и сопровождать крупные соединения надводных и подводных кораблей противника. 

magnifier.png Для полетов на Марс, а тем более в дальний космос, использование ядерных энергоустановок практически не имеет альтернативы. Также для длительных перелетов весьма перспективно использование ядерного ракетного двигателя

Впрочем, у спутников УС-АМ имелся весьма серьезный недостаток — крайне незначительный срок службы. Эти аппараты, созданные в конце 1980-х, активно работали на орбите, как правило, не более года. Именно поэтому после распада СССР их производство решено было прекратить. 

Но сама идея создания космических аппаратов с ЯЭУ, да еще и способных работать на орбите длительное время (порядка пяти–десяти лет), не умерла. И понятно почему. Для полетов на Марс, а тем более в дальний космос, использование ЯЭУ практически не имеет альтернативы. Более того, ЯЭУ может служить не только источником энергии для экипажа и питания аппаратуры, но и средством, обеспечивающим движение, в том числе с помощью ядерного ракетного двигателя. Это, в числе прочего, позволит сократить время полета, например, на Марс, в три с лишним раза — с полутора лет до четырех месяцев. Эксперты уверены, что ЯЭУ мощностью 100 кВт целесообразно установить на транспортно-энергетический модуль, он обеспечит сначала вывод корабля на рабочую орбиту, а уже там — энергопитание на более низком уровне мощности. 

magnifier.png Работы над созданием космической ЯЭУ нового поколения в России ведутся с 2010 года. Этой тематикой, в частности, занимается НПО «Красная звезда», входящее в структуру «Росатома». А сам «Арсенал» непосредственно разрабатывает и производит спутники, оснащенные ЯЭУ

Заметим, что в США уже много лет ведутся исследования, нацеленные на создание первой в мире межпланетной станции, использующей ядерный реактор как источник питания бортовой электрореактивной двигательной установки и научной аппаратуры с высоким уровнем энергопотребления. Эта станция предназначена для исследования трех спутников Юпитера — Европы, Ганимеда и Каллисто. По идее именно она должна установить, существуют ли под ледяной коркой этих планет океаны, в которых может быть жизнь. Но вот передавать энергию на большие расстояния при помощи лазерного луча американцы, судя по всему, еще не научились, во всяком случае, о проведении подобных опытов ничего не сообщалось. Между тем именно такой способ передачи энергии в космосе позволит космическим аппаратам развивать немыслимые скорости и преодолевать сверхбольшие расстояния. Как заявил «Известиям» член-корреспондент Российской академии космонавтики Андрей Ионин, еще два года назад Юрий Мильнер и Стивен Хокинг представили проект отправки микроспутника за пределы Солнечной системы. С помощью мощного лазера они предполагают разогнать малый спутник до скорости 160 млн километров в час, что позволит ему примерно за двадцать лет добраться до звезды альфа Центавра. 

magnifier.png Два года назад Юрий Мильнер и Стивен Хокинг представили проект отправки микроспутника за пределы Солнечной системы. С помощью мощного лазера они предполагают разогнать его до скорости 160 млн километров в час, что позволит ему примерно за двадцать лет добраться до звезды альфа Центавра

Конечно, сейчас о такого рода экспериментах можно говорить лишь в сугубо теоретическом ключе. Тем не менее прогресс, достигнутый нашими конструкторами в передаче энергии на расстояние при помощи лазерного луча, позволяет надеяться, что со временем этот пока еще фантастический проект может быть в том или ином виде претворен в жизнь. Так, еще в прошлом году специалисты РКК «Энергия» провели на испытательной площадке в Королеве успешный эксперимент — беспроводную зарядку мобильного телефона на расстоянии полтора километра. «Передача лазерного луча мощностью пять ватт была осуществлена при помощи специальной излучающей и принимающей установки, которая преобразовала луч в энергию», — сообщал «Интерфакс» со ссылкой на представителей РКК. Специалисты «Энергии» оценили тогда КПД всего тракта в 10–20%, но утверждали, что при использовании самых современных достижений лазерной техники и оптоэлектроники есть все возможности повысить его до 30%. 

magnifier.png Планируется передавать энергию с российского сегмента МКС на грузовой корабль «Прогресс» с помощью лазерного луча, который для этого будет отведен от станции на полтора километра, постепенно увеличивая мощность переданной энергии

В ближайшем будущем наши конструкторы намерены повторить этот эксперимент, но уже в космосе. Планируется передавать энергию с российского сегмента МКС на грузовой корабль «Прогресс», который для этого будет отведен от станции на те же полтора километра. И если все пройдет успешно, то в конце концов можно будет увеличить мощность излучающей и принимающей установок, что позволит заряжать энергией уже не телефоны, а небольшие спутники. А там — кто знает, может быть дойдет дело и до подзарядки космических аппаратов для полетов в дальний космос.

Еще по теме