Предлагаю оставить компоновку всех элементов ракетных двигателей профессионалам. Ну а мы вполне можем сделать такую удивительную поделку, как панда своими руками. Тем более, что это не составит особого труда. Все, что вам потребуется для этого, безукоснительно следовать инструкции,которую вы найдете на www.toysew.ru!

Использование ЯЭУ с реактором деления накладывает определенные требования к структуре и компоновочной схеме транспортного средства, основным из которых является требование обеспечения радиационной защиты не только транспортируемого полезного груза, но и оборудования ЯЭУ, ЭРДУ, приборного отсека с радиационно чувствительной аппаратурой управления, при одновременной необходимости обеспечения минимальной массы транспортного аппарата. Одновременное выполнение этих требований достигается за счет так называемой лучевой компоновки транспортного аппарата с теневой радиационной защитой от излучений реактора и отведения ЭРДУ с приборным отсеком и полезного груза от реактора. Однако при выведении с Земли транспортный аппарат должен быть размещен под обтекателем ракеты-носителя, внутренний объем которого ограничен, поэтому компоновка должна быть максимально компактной. Построение рабочей компоновки возможно лишь после выведения в космос. Отодвижение ЭРДУ (или ЭРДУ и полезного груза) в рабочее положение осуществляется до включения реактора на стартовой орбите, которая по современным международным требованиям должна быть радиационно-безопасной, высотой не менее 800 км.

Известно несколько технических решений компоновки в стартовом положении. Так, например, в с учетом того факта, что холодильник-излучатель ЯЭУ имеет достаточно большую площадь, он складывается в несколько рядов снаружи реакторного блока длиной примерно 4 м. Поэтому под обтекателем PH остается достаточно большой продольный габарит для размещения ЭРДУ и полезного груза (КА). После выведения на радиационно-безопасную орбиту холодильник-излучатель раскладывается в рабочее положение, одновременно обеспечивая отведение ЭРДУ, приборного отсека и КА от реактора.

Применительно к высокотемпературной ЯЭУ по литий-ниобиевой технологии с холодильником-излучателем относительно малой площади рассматривается использование так называемого жесткого холодильника-излучателя, без каких либо узлов разворота, а следовательно, повышенной надежности, возможности отработки в наземных условиях ЯЭУ в рабочей компоновке, обеспечения многократных пусков и остановок ЯЭУ. Жесткий холодильник-излучатель выполняется в виде усеченного конуса (или нескольких цилиндрических секций разного диаметра), расположенного в тени радиационной защиты. Это, кроме перечисленных выше преимуществ, позволяет использовать пространство внутри холодильника-излучателя для размещения в стартовом положении оборудования буксира. Для приведения в рабочее положение в составе ЯЭРДУ должна быть предусмотрена система отведения требуемой длины, компактно складываемая внутри холодильника-излучателя в стартовом положении.

Схема построения космического транспортного средства:
1 — ЯЭУ; 2 — ферменная вставка; 3 — холодильник-излучатель; 4 — ферма системы отведения ЯЭУ; 5 — блок электроракетных двигателей; 6 — приборно-агрегатный отсек ЭРДУ; 7 — ферма системы отведения блока полезного груза; 8 — блок полезного груза; 9 — зона тени радиационной защиты

Схема космического транспортного аппарата на основе ЯЭРДУ в рабочем состоянии приведена на рис. выше. В вершине теневого конуса расположена ЯЭУ, которая включает термоэмиссионный реактор-преобразователь в качестве источника электроэнергии, теневую радиационную защиту, электротехнический блок и холодильник-излучатель в форме усеченного конуса, размещенный внутри конуса тени, образуемой радиационной защитой. На некотором расстоянии от ЯЭУ располагается центральный блок с ЭРДУ, включающей в свой состав расположенные на откидных штангах блоки электроракетных двигателей, также располагаемые в тени радиационной защиты, систему хранения и подачи рабочего тела этих двигателей и систему электроснабжения и управления. Здесь же размещается и блок управления.

Вот и все, с ЯЭРДУ мы закончили, а теперь давайте поговорим о делах земных и гораздо более насущных. Вот, к примеру, вы знали, что дома из СИП-панелей — высококачественное жилье, которое стоит недорого, возводится за считанные дни и стоит десятилетиями! Подробнее о таких постройках читайте на www.rupan.ru.

Укрупнено в состав ЯЭРДУ входят ЯЭУ, ЭРДУ, ферма их раздвижения, а также служебные системы.

ЯЭУ сопрягается с трансформируемой фермой, на которой монтируются:

• ЭРДУ и блок электропитания ЭРДУ;
  
• баки рабочего тела ЭРДУ;
  
• преобразователь постоянного тока ЯЭУ в переменный ток высокого напряжения (преобразователь =/~);
  
• линия электропередачи высокого напряжения;
  
• двигательная установка (для маневрирования на рабочей орбите и выполнения операций стыковки — при необходимости);
  
• полезная нагрузка со всеми своими системами;
  
• система стыковки.
  

   

  Облик транспортного средства на основе ММБ с продольным вектором тяги приведен на рис. ниже.
  

   

  
  

  Облик многоразового МБ с продольным вектором тяги
  

   

  Такой ММБ может быть использован не только в лунной программе, но и для доставки полезных грузов в точки либрации и на высокие
  околоземные орбиты и обратно. Принципиально возможно его использование для снабжения электроэнергией бортовых систем энергоемких КА, в том числе лунной орбитальной станции.
  

   

  Оценка характеристической скорости. Практическому осуществлению полетов на орбиту искусственного спутника Луны и на Луну предшествовала разработка различных методов исследования траектории полета, в результате чего накоплен большой опыт расчета траекторий полета между Землей и Луной с двигателями большой тяги на основе ЖРД. Однако расчет траекторий полета ММБ с малой тягой, характерных для использования ЭРДУ, исследован в меньшей степени, чем при использовании ЖРД. Ряд вопросов, касающихся межорбитальных перелетов Земля — Луна с малой тягой, остался недостаточно изученным. Одним из них является точное обоснование затрат характеристической скорости, потребной на перелет с околоземной орбиты на окололунную (или наоборот).
  

   

  
  

  В работах с целью выяснения потребных затрат характеристической скорости перелета проведен ряд расчетов с орбиты искусственного спутника Земли на орбиту искусственного спутника Луны. Траектория движения моделировалась численно в рамках ограниченной задачи трех тел. Законы управления вектором тяги определялись с использованием принципа максимума Понтрягина. Начальная околоземная орбита принималась равной 800 км с наклонением 51,6°, а целевая окололунная орбита — высотой 100 км, причем плоскость орбиты совпадает с плоскостью земного экватора. Наклонение орбиты Луны относительно экватора Земли составляло -23°. Расчеты выполнены для типичных значений параметров рассматриваемых ЭРДУ: начальное значение ускорения от тяги а₀ = 5,1е^-4 м/с², удельный импульс тяги I_эрду = 30 км/с. Для этих условий необходимый набор характеристической скорости для перелета ММБ с ЭРДУ со стартовой орбиты высотой 800 км на орбиту Луны высотой 100 км составил ∆V_x~8560 м/с. Перелет с низкой земной орбиты высотой 200 км до орбиты 800 км осуществлется с помощью разгонного блока на основе ЖРД и требует ∆V_X~333 м/с. Посадка с орбиты 100 км до поверхности Луны при осуществлении тормозным блоком на основе ЖРД в зависимости от условий посадки потребует ∆V_X = 1900-2200 м/с.
  

Гораздо больше, чем типы и устройство современных ЯЭУ, вас интересует, где можно купить мотоблоки, которые, по вашему мнению, имеют гораздо более важное и практичное значение… по крайней мере здесь, на Земле. И именно поэтому вам следует заглянуть на karex.ru. Здесь вы сможете приобрести такое оборудование от известного и уважаемого бренда.

Ожидаемые характеристики газотурбинной ЯЭДУ электрической мощностью 1 МВт приведены в табл. ниже.

Таблица. Предполагаемые характеристики газотурбинной ЯЭДУ

Проект должен быть реализован в течение 2010-2018 г., причем эскизный проект должен быть разработан в 2012 г., в 2015 г. — завершена наземная отработка систем, а в 2018 — ресурсные испытания ЯЭДУ Головной разработчик всей программы и ЯЭДУ — Центр Келдыша Роскосмоса. Реакторная установка на основе газоохлаждаемого реактора выполняется кооперацией во главе с НИКИЭТ Госкорпорации «Росатом». Разработка собственно космического аппарата — транспортно-энергетического модуля (ТЭМ) на основе этой ЯЭДУ выполняется РКК «Энергия».

Возможный вариант компоновки транспортно-энергетического модуля с ядерной газотурбинной установкой и капельным холодильником-излучателем

Один из возможных вариантов компоновки транспортно-энергетического модуля с ядерной газотурбинной установкой и капельным холодильником-излучателем приведен на рис. выше.

Следует отметить, что специалисты, которые проводили сравнение космических ЯЭУ с различными схемами преобразования энергии в Центре Келдыша, РКК «Энергия» и других организациях подчеркивали, что удельные массы термоэмиссионной и газотурбинных ЯЭУ близки. Поэтому с учетом того факта, что эффективность транспортных средств на основе ЭРДУ зависит фактически лишь от удельной массы ЯЭРДУ, приводимые ниже результаты по эффективности транспортных систем с ЯЭРДУ с небольшой погрешностью будут справедливы для ЯЭУ с различными схемами преобразования тепловой энергии в электрическую.

Такое изделие как труба полиэтиленовая используется даже в ракетостроении, поэтому целесообразность ее бытового применения на Земле более чем оправдана. Полиэтиленовые трубы идеально подойдут для обустройства систем водоснабжения, канализации и даже газификации вашего дома.

Основные характеристики наиболее компактной 19-модульной ЯЭУ с жестким холодильником-излучателем следующие:

Одновременно выполнялись проектные работы по такой ЯЭУ меньшей и большей мощности.

Рассматриваемые ЯЭУ являются низковольтными (100-120В) источниками электроэнергии, поэтому в состав ЯЭРДУ должна входить система преобразования постоянного тока в переменный и трансформатор для последующего повышения напряжения.

Газо- и паротурбинные схемы ЯЭУ обладают преимуществом перед термоэмиссионной из-за возможности получения относительно
высокого требуемого для питания ЭРДУ напряжения (сотни и тысячи вольт), в результате чего не требуется система преобразования постоянного тока в переменный и последующего повышения напряжения. Преимуществом является также возможность использования задела наземной энергетики.

Проектные разработки ЯЭУ с преобразователями динамического типа по циклам Брайтона, Ренкина, а также Стирлинга выполнялись как в США, так и в нашей стране. Рассматривались различные варианты источника тепла — как ядерные, так и солнечные.

В США в 60-е годы 20-го века были разработаны и созданы преобразователь энергии по циклу Брайтона, работающий от солнечного или радиоизотопного нагревателя мощностью 25 и 2 кВт. Четыре прототипа проработали на испытаниях в общей сложности более 40 000 часов. Для проектов исследования ледяных лун Юпитера рассматривался динамический преобразователь энергии на основе цикла Брайтона с ресурсом до 5-10 лет при мощности от 100 до 250 кВт и удельной массе менее 40 кг/кВт.

В нашей стране было разработано несколько концептуальных проектов газотурбинных ЯЭУ. В НПО «Энергомаш» в кооперации был разработан концептуальный проект вариантов ядерных замкнутых газотурбинных ЭУ (ЗГТЭУ) и энергодвигательных установок (ЗГТЭДУ) электрической мощностью 46 кВт для вывода на ГСО и последующего энергопитания информационного КА. Был выбран вариант с газоохлаждаемым ядерным реактором. Были проработаны три варианта газотурбинных установок мощностью 46 кВт: с ядерным реактором на основе технологии высокотемпературных газовых реакторов; с магнитоплазмодинамическим электроракетным двигателем, с ядерным реактором на основе технологии ЯРД. КА выводятся с промежуточной орбиты 800 км на ГСО или быстро с помощью ядерной ЗГТЭДУ, или медленно с помощью ионных ЭРД, электропитание которых обеспечивается ядерной ЗГТЭУ.

НИКИЭТ им. Доллежаля в кооперации разработал концепцию ЯЭУ электрической мощностью 100 и 500 кВт на основе газоохлаждаемого реактора с газотурбинным преобразованием энергии по циклу Брайтона. В системе теплоотвода неиспользованного тепла цикла в качестве холодильника-излучателя (ХИ) рассмотрены твердотельные (трубчато-панельные и на основе тепловых труб) и капельные ХИ.

Рассматриваемая ЯЭУ полезной электрической мощностью 100 или 500 кВт состоит из следующих основных систем:

• ядерного реактора, являющегося источником тепловой энергии;
  
• системы преобразования тепловой энергии в электрическую;
  
• системы отвода в окружающее пространство тепловой энергии, не использованной в процессе преобразования;
  
• силовой и информационной кабельных сетей;
  
• системы автоматического управления, размещаемой в приборном отсеке (ПО) модуля служебных систем.
  

Первые наземные ядерно-энергетические испытания ЯЭУ «Топаз» были проведены в 1970 г. на созданной в ФЭИ испытательной базе. Однако успешная эксплуатация ЯЭУ «Бук» в составе КА «УС-А» показала нецелесообразность использования ЯЭУ «Топаз» в КА этого типа. Хотя это и задержало вывод в космос КА с ЯЭУ «Топаз», однако испытания ЯЭУ «Топаз» в космосе все же были проведены в составе экспериментального КА «Плазма-А» в 1987-1988 г., оснащенных элек- троракетными двигателями. Отметим, что впервые электроракетные двигатели получали электропитание от ЯЭУ. Первый КА «Плазма-А» с ЯЭУ отработал полгода, а второй — почти год, оба до израсходования рабочего тела (цезия) ТРП ЯЭУ.

Космический аппарат «Плазма-А» с термоэмиссионной ЯЭУ «Топаз»

Общий вид КА «Плазма-А» с термоэмиссионной ЯЭУ «Топаз» приведен на рис. выше.

К настоящему времени в ФГУП «Красная Звезда» ГК «Росатом» разработаны проекты космических ЯЭУ по технологии «Топаз» электрической мощностью 25-100 кВт.

В начале 60-х годов в РКК «Энергия» одновременно с проведением первых научно-исследовательских и проектных работ по межпланетным пилотируемым экспедиционным кораблям при поддержке С.П. Королева была исследована возможность использования ядерной энергии для питания электроракетных космических транспортных средств. В результате сравнительного проектного анализа предпочтение было отдано космической ЯЭУ по литий-ниобиевой технологии с ТРП на быстрых нейтронах в связи с простыми тепловой и электрической схемами; отсутствием движущихся частей; относительно простым запуском и остановом и возможностью многократного запуска ЯЭУ без затрат электроэнергии; более высокой, по сравнению с другими установками, температурой отвода тепла, не преобразованного в термодинамическом цикле, и, соответственно, более компактным холодильником-излучателем. Недостатком такой ЯЭУ является необходимость иметь систему повышения напряжения до значения, требуемого для питания ЭРДУ.

В 60-е годы применительно к рассматриваемым тогда сценариям пилотируемой экспедиции на Марс по этой технологии были разработаны концептуальные проекты ЯЭУ по такой технологии мощностью от единиц до 15 мегаватт.

Компоновочная схема ЯЭУ для межорбитального буксира «Геркулес»:

1 — блок генераторов пара цезия и системы удаления газообразных продуктов деления модулей; 2 — термоэмиссионный реактор-преобразователь модульной схемы; 3 — многослойная радиационная защита; 4 — сильноточная шина; 5-многоканальный МГД-насос с общей магнитной системой всех модулей; 6 — трубопровод литиевой системы охлаждения на входе в модуль ТРП; 7 — опорная ферма; 8 — трубопровод литиевой системы охлаждения на выходе из модуля ТРП; 9 – теплообменник литий-натрий зоны испарения тепловой трубы; 10-силовой преобразовательный блок (высоковольтные кабели не показаны); 11 — опорное кольцо (раздвижная ферма полезной нагрузки не показана); 12 — зона конденсации тепловых труб холодильника-излучателя

С середины 70-х до начала 90-х годов прошлого столетия по Госзаказу Роскосмоса в РКК «Энергия» в широкой кооперации организаций интенсивно велись работы по космической ЯЭУ по литий-ниобиевой технологии электрической мощностью 500-600 кВт и межорбитальному электроракетному буксиру «Геркулес» на ее основе применительно к решению задачи по транспортировке на ГСО тяжелых полезных грузов и обеспечения их маневрирования в космическом пространстве. Компоновочная схема ЯЭУ для МБ «Геркулес» приведена на рис. выше.

Ваш ребенок просто обожает космос и все, что с ним связано, поэтому вы планируете подарить ему развивающую игрушку, которая позволит ему колонизировать Луну, не выходя из дома? Тогда вам определенно точно пригодится детский мир промокод. С ним вы сможете купить такую игрушку гораздо дешевле!

Работы в области атомной энергетики для применения в космическом пространстве были начаты почти одновременно в СССР и США в конце 1950-х — начале 1960-х г. еще на начальном этапе исследования и освоения космического пространства. В СССР разработка космических ЯЭУ была обусловлена необходимостью обеспечить КА систем разведки с радиолокационными станциями на борту достаточно мощным (несколько киловатт) источником электроэнергии. Энергоемкость и компактность реакторных источников энергии выгодно отличали их от распространенных тогда солнечных батарей. Такие преимущества, как лучшие массогабаритные характеристики, отсутствие зависимости генерируемой мощности от положения КА относительно Солнца и принципиальная возможность работы на форсированных режимах сыграли определяющую роль при выборе ЯЭУ в качестве источника электроэнергии разрабатываемых радиолокационных КА морской разведки.

На начальной стадии разработки космических ЯЭУ рассматривались различные схемы преобразования тепловой энергии ядерного реактора в электрическую: динамические (паро- и газотурбинные) и безмашинные (термоэлектрические и термоэмиссионные). К разрабатываемым ЯЭУ предъявлялись жесткие требования по массе и габаритам, надежности, ядерной и радиационной безопасности и т.п. В результате предпочтение было отдано ЯЭУ с термоэлектрическим и термоэмиссионным преобразованием тепловой энергии в электрическую, работы по которым с начала 1960-х г. велись практически параллельно.

Первой была создана космическая ЯЭУ «Бук» с термоэлектрическим генератором электрической мощностью 3 кВт. В соответствии с Постановлением Правительства полномасштабные работы по такой ЯЭУ для конкретного К А были начаты в 1962 г.

ЯЭУ «Бук» была создана НПО «Красная Звезда», в которое вошли ряд предприятий атомной и авиационной промышленности. ЯЭУ «Бук» представляла собой двухконтурную установку с реактором на быстрых нейтронах. В качестве теплоносителя первого и второго контуров использовалась эвтектика натрий-калий, в качестве конструкционного материала — нержавеющая стать. Термоэлектрический генератор был двухкаскадным на основе средне- и высокотемпературных (кремний-германий) термоэлектрических материалов. Холодильник-излучатель — трубчато-ребристого типа, перекачка жидкометаллического теплоносителя обеих контуров осуществлялась кондукционными электромагнитными насосами.

КА «УС-А» с ЯЭУ «Бук» с 1970 г. запускались с площадки 95 космодрома Байконур PH «Циклон» на орбиты, близкие к круговым, с наклонением 65° и высотой 250-370 км. По завершению активного функционирования радиационно-опасные части ЯЭУ выводились на орбиту «высвечивания» высотой более 800 км. С 1975 г. ЯЭУ «Бук» была принята в эксплуатацию (на вооружение). Всего с 1970 по 1988 г. за период испытаний и эксплуатации было запущено 32 КА с ЯЭУ «Бук» (рис. ниже).

Космический аппарат УС-А с ЯЭУ «Бук»

Запуски низкоорбитальных КА серии «УС» системы радиолокационной морской космической разведки и целеуказания с ЯЭУ «Бук» решили чрезвычайно важную в то время стратегическую задачу — обеспечили контроль за авианесущими соединениями США и НАТО в акватории мирового океана.

Макет ЯЭУ «Топаз»

Одновременно в качестве дублирующей ЯЭУ «Бук» выполнялась разработка термоэмиссионной ЯЭУ «Топаз», но с более высоким уровнем мощности (5-6 кВт). Термоэмиссионный преобразователь (ТЭП) является аналогом радиолампы — вакуумного диода, работающего однако не в режиме усиления мощности, а в режиме ее генерации. Принцип действия ТЭП и возможные схемы его конструкционной реализации представляют исключительно благоприятные возможности для энергетического сопряжения с реактором, в том числе с расположением преобразователя непосредственно в активной зоне реактора. Совокупность ядерного реактора и встроенного в активную зону ТЭП называют термоэмиссионным реактором-преобразователем (ТРП). Объединение в одном агрегате — ТРП — источника тепла и его преобразования в электроэнергию позволяет с минимальными потерями температурного потенциала реализовать высокую температуру термодинамического цикла преобразования энергии. В тоже время зона высокой температуры ограничена элементарной ячейкой ТРП — механически не нагруженным электрогенерирующим элементом, оболочка которого изготовлена из вольфрама, а все нагруженные элементы работают при нижней температуре термодинамического цикла. Это существенно облегчает создание всех компонентов ЯЭУ, а свойственная циклу термоэмиссионного преобразования достаточно высокая нижняя температура цикла в условиях космического пространства, где интенсивность отвода тепла пропорциональна температуре в четвертой степени, позволяет свести к минимуму габаритные размеры системы охлаждения и создать компактную ЯЭУ, габариты которой примерно на порядок меньше размеров ЯЭУ с любыми типами преобразователей, расположенных вне активной зоны реактора.

Изучите материал данной статьи, но только после того, как купите жироуловители для канализации. В этом случае, вам следует посетить сайт жилкомснаб.рф.

Ракетно-космические комплексы нового поколения, предназначенные для межорбитальной транспортировки полезных грузов большой массы, требуют новых типов двигательных установок. Особенно остро вопрос о необходимости создания и широкого внедрения новых типов высокоэффективных двигательных установок возникает при рассмотрении перспективных программ освоения Космоса, к которым относится освоение Луны, требующее больших годовых грузопотоков, в том числе доставки тяжелых неделимых грузов, причем с пониженной удельной стоимостью транспортировки единицы массы. Такими двигательными установками, удовлетворяющими этим требованиям, являются, прежде

всего, электроракетные двигательные установки (ЭРДУ), обладающие высоким удельным импульсом I_уд, на порядок превышающим I_уд традиционных двигательных установок на основе ЖРД.

В составе ЭРДУ в принципе могут быть использованы различные типы электрореактивных двигателей (ЭРД) и различные рабочие тела. Каждый из них обладает определенными преимуществами и недостатками. Поэтому для каждой из космических задач, условий и сроков их эксплуатации, возможности создания и отработки и т.п., тип ЭРД и его параметры должны быть обоснованы и выбраны близкими к оптимальным.

Для электропитания ЭРДУ в составе межорбитального буксира необходима бортовая энергоустановка. Для этой цели рассматриваются два типа энергоустановок: солнечные различных типов и ядерные с различными схемами преобразования тепловой энергии деления ядер в электрическую. Применительно к созданию многоразовых межорбитальных буксиров (ММБ) рядом преимуществ обладают ядерные энергетические установки (ЯЭУ). ЭРДУ с питанием от ЯЭУ называют ядерными электроракетными двигательными установками (ЯЭРДУ).

Главным преимуществом ММБ на основе ЯЭРДУ является его высокая массовая эффективность, обеспечиваемая большим удельным импульсом ЭРДУ, на порядок превышающим удельный импульс современных ЖРД. Однако ЭРДУ обладают малой тягой и, следовательно, могут быть использованы лишь в космосе. Вследствие малой тяги и довольно высокой удельной массы разгон полезного груза такими двигательными установками происходит медленно. Кроме того, малая тяговооруженность (отношение тяги двигательной установки к массе космического аппарата) приводит, при разгоне в поле тяготения планет, к большим гравитационным потерям. В результате разгон от первой космической скорости аппарата, находящегося на низкой околоземной орбите, до второй космической скорости, может длиться несколько месяцев.

Наличие ЯЭРДУ приводит к определенным ограничениям по использованию в программе исследования и освоения Луны, прежде всего нецелесообразности транспортировки людей пилотируемыми аппаратами с околоземной орбиты на окололунную и обратно. Экипажи должны доставляться традиционными средствами на основе ЖРД за минимально возможное время.

В то же время использование электроракетной доставки грузов по этому маршруту существенно повышает эффективность всей транспортной системы из-за увеличения массы полезного груза. Использование такой комбинированной транспортной системы требует выбора определенного ритма использования всех ее элементов, накладывает соответствующие ограничения и не допускает сбоев в функционировании.

Необходимо отметить многоразовое использование электроракет-ного буксира. Это существенно повышает эффективность всей транспортной системы для перевозки грузов, так как требует постоянной доставки на стартовую орбиту кроме очередного полезного груза только запасов рабочего тела.

Лунный пилотируемый корабль специалисты РКК «Энергия» считают целесообразным создавать на базе разрабатываемого с 2009 г. транспортного пилотируемого корабля нового поколения. Унификация кораблей может позволить снизить затраты на разработку и испытания лунного корабля, так как этот корабль по сути будет модификацией транспортного пилотируемого корабля нового поколения.

Таблица. Основные характеристики транспортного пилотируемого корабля нового поколения и лунного пилотируемого корабля на его основе

Проектные характеристики разрабатываемого транспортного пилотируемого корабля нового поколения и на его базе лунного пилотируемого корабля приведены в табл. выше, компоновочная схема лунного пилотируемого корабля — на рис. ниже, а внешний вид лунного корабля в компоновке с предлагаемым новым кислород-водородным разгонным блоком — на рис. 5.3.

Компоновочная схема лунного пилотируемого корабля, создаваемого на базе транспортного пилотируемого корабля нового поколения разработки РКК «Энергия»

Внешний вид лунного экспедиционного комплекса в составе пилотируемого корабля и разгонного блока. ДСББ — дополнительный сбрасываемый блок баков; ЛПК — лунный пилотируемый корабль; РБ — разгонный блок

Разгонный блок для выведения пилотируемого корабля на орбиту Луны. Для выведения пилотируемого корабля на окололунную орбиту необходим разгонный блок,обеспечивающий запасхарактеристической скорости V_x не менее 4700 м/с, так как такой запас V_x позволит реализовать окололунную орбиту с любыми параметрами, в течение пяти суток с момента старта с Земли (напомним, что время автономного полета лунного корабля ограничено 14 сутками.

Выполненный в 2007 г. в РКК «Энергия» баллистический анализ работы вариантов возможных перспективных криогенных разгонных блоков показал, что наиболее целесообразным представляется вариант полутороступенчатого разгонного блока (со сбрасываемым блоком баков) на компонентах топлива кислород-водород, причем основной блок баков имеет массу ~23 т. Следует отметить, что такой разгонный блок также может быть использован для выведения КА на геостационарную орбиту ракетой-носителем класса «Протон-М» и «Ангара-А5». Увеличение стартовой массы разгонного блока до 43,5 т может быть выполнено добавлением сбрасываемого дополнительного блока баков торовой формы. Этим обеспечивается минимальная относительная конечная масса, кроме того, дополнительный блок баков покрывает большую площадь поверхности основного отсека, создавая тем самым улучшенные условия для хранения криогенных компонентов топлива основного отсека. Основные характеристики рассматриваемого разгонного блока следующие:

Внешний вид перспективного криогенного разгонного блока совместно с лунным пилотируемым кораблем в полетной компоновке приведен выше. Выведение лунного экспедиционного комплекса в составе пилотируемого корабля и разгонного блока на опорную околоземную орбиту должно производиться с помощью сверхтяжелой ракеты-носителя с массой полезного груза на низкой околоземной орбите не менее 60 т. Отметим, что при выведении лунного экспедиционного комплекса на околоземную орбиту солнечные батареи находятся в сложенном состоянии, их раскрытие происходит перед стартом к Луне.

После создания на Луне солнечных или ядерных электростанций мощностью в десятки и сотни мегаватт и отработки технологии беспроводной передачи энергии может оказаться целесообразным создание принципиально новых транспортных средств. Так, при возможности дистанционной передачи энергии на многоразовый межорбитальный буксир с электроракетной двигательной установкой отпадает необходимость в энергоустановке на борту буксира, что позволит значительно сократить его массу, так как энергоустановка, силовая ферма и радиационная защита (в случае применения ядерной энергетической установки) составляют значительную часть массы буксира. При беспроводной передаче энергии на буксир все эти элементы будут заменены приемо-преобразующими системами (ректеной с преобразователем, в случае передачи СВЧ радиоизлучения, или преобразователем на основе фотоэлектрических преобразователей для инфракрасного или лазерного излучения).

Принципиально возможно создание кораблей с двигательной установкой, использующей энергию лазерного луча. Лазерный луч, генерируемый на поверхности Луны, либо через серию отражателей в космическом пространстве, либо напрямую попадет на концентратор, сфокусируется и будет передан по световодам в двигатель корабля, где нагреет рабочее тело, которое расширяясь и истекая из сопла двигателя, создаст реактивное ускорение.

Природные условия на Луне (глубокий вакуум) позволяют создать новый тип транспортных космических средств, не использующих реактивное ускорение. Речь идет об электромагнитных ускорителях массы, которые также называют пушками Гаусса. Произведенные из лунного сырья материалы, полуфабрикаты и изделия могут найти применение не только на лунной поверхности, но и на окололунной орбите, геостационарных и низких околоземных орбитах и, наконец, на Земле. При необходимости доставки с Луны большого количества грузов (десятки и сотни тонн), не чувствительных к высоким значениям перегрузок (в десятки и более единиц), применение таких ускорителей может быть эффективным.

Электромагнитный ускоритель массы может быть выполнен в виде трубы, внутрь которой помещается разгоняемый контейнер с грузом (возможен также вариант ускорителя в виде кольца). Двигаясь на «магнитной подушке», контейнер при определенной длине ускорителя может достигать высоких скоростей. Ускоритель при длине 160 м может разгонять контейнер диаметром около 40 см до скорости 2,44 км/с, т. е. второй космической скорости для Луны. Реализация такого проекта может открыть новые возможности в области лунных транспортных средств.

В заключение статьи заметим, что возможно появление новых видов транспортных средств для выведения полезных грузов с Земли на околоземную орбиту. Этими средствами могут быть многоразовые средства выведения на базе воздушно-реактивных и гиперзвуковых прямоточных воздушно-реактивных двигательных установок, которые, в принципе, могут быть использованы в качестве элементов транспортной космической системы Земля — околоземная орбита.

Для всех точек либрации общим недостатком является то, что их использование требует, чтобы МЭК после очередного возвращения приходил в них, используя собственные запасы рабочего тела. Это уменьшает его массовую эффективность. Более рациональным с точки зрения упрощения процесса стыковки и минимизации затрат на доставку газов и рабочего тела к транспортному узлу с Луны представляется заблаговременное размещение транспортного узла в точке лунной орбиты, в которую придет МЭК после возвращения с Марса. К тому же, выведение межпланетного комплекса из выбранной области на траекторию отлета, возможно осуществлять с меньшими затратами рабочего тела, чем с околоземных орбит, лежащих ниже орбиты Луны.

В рамках пилотируемой космонавтики по принятому сценарию экспедиции к Марсу требуется вывести на околоземную орбиту сборки около 500 т элементов конструкции межпланетного экспедиционного комплекса, в том числе, до 240 т рабочего тела в случае использования ЭРДУ, а весь полет на Марс составит 2,5 года.

С учетом этого можно рассмотреть возможность создания некоего космопорта, позволяющего, в целях существенного сокращения межполетного обслуживания, накапливать рабочее тело и собирать крупногабаритные, а также массивные конструкции на низкой окололунной орбите высотой -100 км и доставлять его в транспортный узел для дозаправки и возможной сборки межпланетного комплекса и других космических средств. Концепция и проектный облик космопорта в значительной мере будет определяться его функционированием в качестве заправочной станции (в зависимости от типа ДУ межпланетного комплекса, например при ДУ на основе ЖРД или ЯРД масса компонентов топлива для них будет составлять большую часть от стартовой массы). Поэтому космопорт, по сути, будет придаточным предприятием производственной инфраструктуры на Луне, когда рабочее тело производится попутно с другими полезными материалами. Следовательно, целесообразность существования космопорта будет определяться степенью развития на Луне соответствующего технологического производства компонентов топлива для космических транспортных средств.

Баллистическая схема функционирования космопорта.

К1 — вылет космопорта из сферы влияния Луны; К2 — положение космопорта в момент стыковки с МЭК; КЗ — положение космопорта в момент расстыковки с МЭК и начала перехода на орбиту фазирования; К4 — положение космопорта в момент выхода на орбиту фазирования; К5 — положение космопорта в момент начала формирования второй переходной орбиты; Кб — вход космопорта в сферу влияния Луны; Т1 — положение точки выхода космопорта из сферы влияния Луны в момент выхода; Т2 — положение точки входа в сферу влияния Луны при выходе космопорта на орбиту заправки МЭК; ТЗ — положение точки входа в сферу влияния Луны в момент расстыковки космопорта с МЭК и начала перехода на орбиту фазирования; Т4 — положение точки входа в сферу влияния Луны в момент выхода космопорта на орбиту фазирования; Т5 — положение точки входа в сферу влияния Луны в момент начала формирования космопортом второй переходной орбиты; Тб — положение точки входа в сферу влияния Луны в момент входа в нее космопорта

В соответствии с назначением космопорта, как заправочной станции, приведена примерная расчетная баллистическая схема функционирования космопорта в проекции на плоскость лунной орбиты (рис. выше).