Николай Сергеев:  «Русский космос: прорыв в грядущее», часть 1

Николай Сергеев:  «Русский космос: прорыв в грядущее», часть 1 11.04.2021 12:25

В современном мире есть несколько признаков, характеризующих государство как великую державу. И для того, чтобы быть таковой недостаточно иметь большую территорию, многочисленное население и развитое народное хозяйство. К примеру, современная Германия при всей ее промышленной и финансовой мощи является крупной, влиятельной, но все же не великой державой.

Какие же признаки присущи великой державе XXI века? В первую очередь это геополитическая самостоятельность или как говорили в Московской Руси - самодержавность (не путать с монархией и тем более с абсолютизмом), которая должна подкрепляться политической волей руководства страны, высокотехнологичными современными и боеспособными вооруженными силами, передовой наукой, развитой экономикой и устремленной в будущее космической отраслью.

Исходя из сказанного, мы можем с полной ответственностью утверждать, что Российская Федерация семимильными шагами идет по пути восстановления своего статуса как великой мировой державы. 

На наших глазах Российская армия практически возродилась из пепла и из объекта насмешек со стороны Запада и их отечественных «либеральных» приспешников как по волшебству превратилась в несокрушимую технотронную рать.

Следующим стратегическим направлением является опережающее развитие космонавтики. Уже во времена первого спутника Земли и полета Юрия Гагарина новорожденная в то время космическая отрасль выступала мощным движителем развития отечественной науки и экономики. 

В нынешние же времена не только научно-техническое и экономическое, но и политическое значение космонавтики трудно переоценить. После полета Юрия Гагарина в космосе побывало более 500 человек из 38 стран мира, но только три мировые державы - Россия, США и Китай - могут позволить себе иметь собственные пилотируемые космические программы, которые предполагают не только полеты на орбиту Земли, но и на Луну и Марс, а в будущем и к другим планетам и телам Солнечной системы.

Следует заметить, что Европейский союз, несмотря на всю его экономическую мощь, не имеет научных и материальных ресурсов для осуществления собственной программы пилотируемых полетов. Участие же европейских исследователей и космонавтов в пилотируемых программах России или США, а также в проекте Международной космической станции лишь подчеркивает это обстоятельство.

 
Международная космическая станция

Отсюда следует закономерный вывод: самостоятельную политику в области освоения Космоса имеют возможность проводить только страны-цивилизации такие как Россия (Русская цивилизация), США (англосаксонский мир) и Китай (Ханьская цивилизация), что, впрочем, не исключает объединения их усилий (с привлечением Евросоюза, Индии и других стран) для воплощения таких масштабных космических проектов как пилотируемые полеты на Марс и Венеру или защита Земли от метеоритной опасности. Именно за такое международное сотрудничество выступает Россия.

Ну а что представляет собой современная российская космонавтика? Существует и довольно широко распространено мнение о том, что нынешний российский космос существует исключительно за счет советского наследия, исчерпав которое космонавтика Российской Федерации едва ли не прекратит свое развитие. К счастью, это глубокое заблуждение, уходящее корнями в недоброй памяти 90-е годы XX столетия. В те смутные времена согласно тогдашней статистике самыми популярными специальностями у студенческой молодежи были экономисты и юристы. Об инженерах космической и авиационной техники речь практически не шла. 

Российская космонавтика в те годы не только была спасена, но и продолжала развиваться благодаря гражданскому подвигу ученых, конструкторов и инженеров, которые вопреки всему остались верны Русскому космосу. И все же угроза для российской космонавтики сохранялась, т.к. в 90-е годы резко сократился приток молодых инженеров и конструкторов в космическую отрасль.

Однако все изменилось с приходом к власти Владимира Путина. Космонавтика вновь стала объектом особого внимания со стороны руководства Российской Федерации. Это коснулось и подготовки молодых кадров для космической отрасли. В настоящее время специалистов для работы в области космонавтики готовит более десяти ведущих вузов страны. Причем, дело поставлено таким образом, чтобы максимально приблизить подготовку высококлассных специалистов к предприятиям космической отрасли.

При непосредственной поддержке Государственной корпорации по космической деятельности «Роскосмос» в Омске на базе одного из крупнейших предприятий по выпуску ракетно-космической техники производственного объединения «Полет» был создан Центр подготовки космических инженеров, кафедры которого развернуты непосредственно на заводах данного ПО.

А, к примеру, Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королева и Московский государственный университет имеют собственные группировки спутников на орбите Земли. Так, студентами, аспирантами и учеными Самарского университета разработаны и произведены спутники «СамСат-218» и «Аист-2Д», которые используются для решения технологических и образовательных задач. В свою очередь, МГУ ведет работу по созданию на околоземной орбите собственной космической флотилии, флагманом которого является спутник «Михайло Ломоносов».  

Флагман космической флотилии МГУ спутник «Михайло Ломоносов»

Для дальнейшего освоения космического пространства, особенно для полетов в дальний космос необходимы качественные изменения в двигательных системах космических кораблей. В настоящее время космические полеты осуществляются с помощью ракет, которые осуществляют движение за счет сгорания в их двигателях жидкого или твердого топлива. За прошедшие шесть десятилетий с начала космической эры эта ракетная технология была всесторонне отработана и, как считают специалисты ракетостроения, практически достигла потолка и дальнейшее развитие космонавтики возможно только на иных двигательных установках.

Вот каково мнение по данному вопросу заместителя генерального директора АО «Российские космические системы» Анатолия Перминова:

 «Из существующих ракетных двигателей, будь это жидкостные или твердотопливные, грубо говоря, выжато всё, и попытки увеличения тяги, удельного импульса просто бесперспективны. Ядерные же энергодвигательные установки дают увеличение в разы. На примере полёта к Марсу – сейчас надо лететь полтора-два года туда и обратно, а можно будет слетать за два-четыре месяца».

В настоящее время в Российской Федерации разрабатывается проект транспортно-энергетического модуля с ядерной энергодвигательной установкой (ЯЭДУ) мегаваттного класса. 

ЯЭДУ содержат в своей конструкции компактный ядерный реактор, вырабатывающий тепло. Далее с помощью турбин тепловая энергия преобразуется в электричество и питает ионные электрореактивные двигатели. На текущий момент идет разработка системы охлаждения реактора, — на Земле это происходит за счет напора воды, однако в условиях космоса такой возможности просто нет.

ЯЭДУ позволят развивать скорость космических аппаратов в разы быстрее, что откроет широкие возможности для исследования как ближайших Луны и Марса, так и отдаленных планет Солнечной системы и создания на них баз. 

Ядерная энергодвигательная установка на испытательном стенде

Вот что говорит о возможностях ЯЭДУ начальник отдела электрофизики Исследовательского центра имени М.В. Келдыша, профессор факультета аэрофизики и космических исследований Московского физико-технического института О. А. Горшков:

«Использовать ЯЭДУ с ионными двигателями можно на межорбитальном многоразовом буксире. К примеру, возить грузы между низкими и высокими орбитами, осуществлять полеты к астероидам. Можно создать многоразовый лунный буксир или отправить экспедицию на Марс».

По  сведениям первого заместителя генерального директора «Роскосмоса» Юрия Урличича, летные испытания ЯЭДУ намечены на 2030 год.

 
Межорбитальный космический буксир

Однако ядерные энергодвигательные установки это уже настоящее, российская же наука смотрит в будущее. Так,  в Объединенном институте высоких температур (ОИВТ) Российской академии наук воплощается прорывной научный проект «Фундаментальные основы энергетики будущего», который финансируется Российским научным фондом, Федеральным агентством научных организаций и ОИВТ РАН. 

В рамках проекта решаются задачи, направленные на создание установок для безопасного хранения, транспортировки и использования такого энергоносителя как водород, который предполагается получать с помощью избыточной электроэнергии, получаемой на атомных электростанциях. Это чрезвычайно важная задача, т.к. собственно электроэнергия не подлежит хранению и эту задачу накопления и хранения энергии предполагается решать посредством водорода. 

 
Объединенный институт высоких температур РАН. Здесь рождается будущее российской энергетики

Следующая проблема, на решение которой нацелен данный проект связана с получением термоядерной реакции с помощью мощных лазерных потоков.

Ну а самой удивительной частью проекта «Фундаментальные основы энергетики будущего» являются исследования, направленные на получение антиводорода. Вот, что рассказывает по этому поводу один из руководителей проекта, заместитель директора ОИВТ РАН академик О.Ф. Петров :

«Антиводород представляет собой уникальное топливо для энергетических установок будущего, в том числе для ракетных двигателей. Современные ракеты работают на твердом или жидком топливе, при этом две трети их массы составляет топливо. При соединении вещества и антивещества выделяется колоссальная энергия. Нескольких миллиграммов антивещества достаточно для того, чтобы долететь до Марса. 

К сожалению, на данный момент в лаборатории можно получить всего несколько атомов антиводорода. Но одна из наших групп выдвинула предложения по модернизации существующих установок для получения большого количества антивещества. В будущем полученный антиводород может быть использован в качестве топлива для фотонных двигателей».

Итак, к настоящему времени в российской космической отрасли решены две фундаментальные задачи, которые являются необходимым условием для ее дальнейшего опережающего развития. 

Во-первых, ведется целенаправленная масштабная подготовка квалифицированных инженерных и конструкторских кадров. И во-вторых, Российская Федерация является мировым лидером в разработке и производстве принципиально нового поколения космических энергодвигательных установок. При этом, российские научные центры активно занимаются исследованиями в области перспективных (недавно казавшимися фантастическими) принципов ракетно-космического движения.

Продолжение, часть 2.