Техника - молодёжи 1996-11, страница 42

ТЕХНОДРОМ

Рубрику ведет

главный редактор

телепередачи

«Технодром

им. Кулибина»

Андрей

САМОХИН

ВЫСОКИЕ ТЕХНОЛОГИИ ИЗ «ЕНИСЕЯ»

РУССКИЙ ПРИОРИТЕТ. В 1969 г. красноярскому КБ прикладной механики было поручено создать космический аппарат, обеспечивающий телевизионную связь с отдаленными районами страны. Энергетическую установку к нему разрабатывали московский «Курчатник», ЦКБ машинострое ния в Ленинграде и подольское НПО «Луч».

Электроэнергию на орбите, как правило, получают с помощью солнечных преобразователей. Эти «черные паруса» весьма романтично выглядят на фоне звезд, но имеют ряд недостатков, серьезность которых возрастает с развитием орбитальной техники. Не удовлетворяют космонавтов их малая производительность, срок службы и сложность ремонта. К тому же работа солнечных батарей определяется ориентацией аппарата по отношению к источнику энергии. А повышение их эффективности за счет увеличения площади поверхности приводит к большему аэродинамическому торможению и, как следствие, возрастанию расхода топлива на поддержание орбиты.

В конце 60-х американцы экспериментировали с термоэлектрическими преобразователями. Основанная на этом принципе конверсии энергии установка «SNAP-10А», проработав на орбите 50 дней, вышла из строя. И до сих пор, невзирая на альтернативные исследования, единственным способом энергодобычи для космических аппаратов в международной космонавтике остается «солнечный».

Но мы всегда ццем своим путем! Запустив сперва аналогичную американской термоэлектрическую энергоустановку «Ромашка» и убедившись в ее малой эффективности для больших мощностей, наши ученые вспомнили о термоэмиссии.

Из школьного курса физики известно, что сильно разогретый материал начинает испускать электроны. Если замкнуть их с катода на анод и обеспечить нейтрализацию пространственного заряда в межэлектродном промежутке — возникает цепь, генерирующая ток. Его интенсивность пропорциональна температуре. А что будет, если нагреть материал катода ядерным топливом? Именно это и происходит в энергомодуле «Енисей» (позже переименованном в «Топаз-2»), который был запатентован как «закрытое» изобретение. (Подробнее об его устройстве см. «ТМ», № 5 за 1993 г.)

Какие же преимущества дала ядерная энергетическая установка (ЯЭУ)? При сопоставимом с солнечными преобразователями удельном весе — по габаритам она меньше их в несколько раз. А срок ее безаварийной непрерывной работы на орбите увеличивается до 3—5 лет.

В существующем 1000-килограммовом «Топазе-2» выходная мощность— 6 кВт, в перспективной модели «Топаз-3» (масса 3 т) выход энергии — 40 кВт. А в принципе уже сегодня технологически возможно создать ЯЭУ мощностью до нескольких МВт: настоящая энергетическая революция в космосе! Но спустимся на землю.

В разработке, отлаживании, сборке «Енисея» принимали участие тысячи людей и с десяток предприятий Союза. За 70-е гг. она прошла сотни стендовых испы

таний на надежность, ресурс и другие параметры. Несколько подобных установок провели от полугода до года на орбите, где подтвердилась их управляемость, долговечность, совместимость ядерного устройства с остальными системами искусственного спутника. Несколько готовых комплектов ЯЭУ ждали отправки в составе штатных околоземных аппаратов на постоянную орбиту...

Но тут грянули перестройка и Чернобыльская авария. Естественно, финансирование проекта катастрофически сократилось, а затем и вовсе иссякло. Было похоже, что власть имущие решили покончить с космическими программами. Ученые и конструкторы, занимавшиеся «Енисеем оказались перед дилеммой — или забыть о своих многолетних усилиях как о юношеских мечтах или пойти на...

СОТРУДНИЧЕСТВО с богатыми партнерами. Что они и сделали, создав совместно с коллегами из США в 1991 г. фирму «INERTEK» (интернациональные энергетические технологии). Председателем ее Совета директоров был избран академик Н.Н. Пономарев-Степной, а в состав Акционерного общества, кроме американской фирмы «ISP» и «Курчатовского института», вошли питерский ЦКБ машиностроения,

подольский НИИ НПО «Луч» и НИИТП и НП «Энерготех» из Москвы. Предшествовал же всему доклад на одном из международных симпозиумов, где советским ученым было разрешено приоткрыть завесу над секретной ЯЭУ.

— Американцы, как мы и ожидали, вышли на нас сразу после окончания симпозиума,— рассказывает генеральный директор «INERTEK», профессор Вениамин Алексеевич Усов. — Выяснилось, что они тоже занимались разработкой отдельных элементов космической ЯЭУ, но до готовой установки не дошли, фирма «Space Powe ink.», которая предложила нам сотрудничество, трудилась над созданием реактивных двига елей для космоса, а ее директор Джозеф Ветч в свое время руководил работами по изготовлению орбитальной термоэлектрической ЭУ «SNAP — 10 А».

— Однако бытует мнение, что создание, особенно с американцами, совместных предприятии в области высоких техноло гий — не что иное, как продажа в одностороннем порядке наших секретов...

— Секреты никуда не делись,— утверждает Вениамин Алексеевич.— Я знаю, что с недавних пор такое международное «сотрудничество» встречается. Но надо и ум иметь! У нас же порой или безоглядно раз базаривают все, что годами созд вали, или, наоборот, сидят на разработках как собака на сене. А ведь любые достижения и секреты имеют свой «срок хранения», после чего устаревают и раскрываются самой жизнью. Так вот, создав АО с американцами, мы получили финансирование не только на развитие отечественной космической науки, но и на некоторые весьма важные земные» прикладные программы. Что же касается установок «Топаз», то были заключены контракты на их исследования и испытания в Америке, без права разборки и копирования. Все приоритеты и производственные ноу-хау остались в России.

— Но ведь янки не альтруисты!

— Альтруизма тут естественно, нет. Мы помогли им убедиться в реальности ядерной космической энергетики, тем самым избавив от затрат на работу в неверном направлении. К тому же, почерпнув довольно много полезного у своих американских коллег, мы смогли предложить перспективные совместные проекты. Например, гибридного источника энергии для космоса мощностью 20-50 кВт под «русским» названием ENISSEI (Energy Integration Space Stirling— Emission Yoke). В нем органично соединились «Топаз-2» и разработанный в рамках NASA новейший «двигатель Стирлинга». Еще требуются многочисленные эксперименты, но уже сейчас ясно, что осуществить этот проект независимо друг от друга было бы гораздо труднее.

После успешных наземных испытаний «Топаза-2» на стендах в Альбукерке (штат Нью-Мексико) в 1992—1993 гг. американские партнеры сами предложили нам летные испытания ЯЭУ в составе штатного спутника NASA. В эксперименте решалась очень важная для космонав ики проблема «самоподнятия» орбитального аппарата на геостационарную орбиту. «Топаз» позволяет это сделать, не прибегая к обычной в таких случаях помощи «доразгонных» блоков ракетоносителя. На борту американского спутника также предполагалось испытать различные электрореактивные двигатели, в том числе и российские, сделанные в Подольске.

К сожалению, старт с мыса Канаверал был отложен на несколько лет из-за временного моратория правительства США

ТЕХНИКА-МОЛОДЕЖИ 1 1 ' 9 6

40