На атомной тяге: когда ядерные технологии станут основой для космических кораблей и лунных станций
Технологический прорыв, стоящий за новейшими российскими стратегическими системами, выходит далеко за рамки оборонного комплекса. Уникальные ядерные энергоустановки, обеспечивающие ракете «Буревестник» практически неограниченную дальность, открывают перед российской космонавтикой перспективы, о которых еще недавно можно было лишь мечтать.
Стратегические разработки России в области ядерных вооружений — крылатая ракета «Буревестник» и подводный аппарат «Посейдон» — закладывают технологический фундамент для нового витка в освоении космоса. Как заявил президент России Владимир Путин, эти системы помогут стране добиться успехов не только в оборонно-промышленном комплексе, но и в гражданских отраслях, например при строительстве космических кораблей.
Открывает путь к созданию сложных высокоэффективных аппаратов
Ключевым элементом будущего космического рывка станут сверхмалые ядерные энергоустановки, аналогичные тем, что используются в «Буревестнике». Отмечая их мощность, Владимир Путин подчеркнул революционное преимущество: запуск такого реактора в работу измеряется секундами, тогда как для обычных реакторов требуются часы и даже сутки. Эта уникальная характеристика открывает путь к созданию высокоэффективных и маневренных энергетических систем для сложных космических аппаратов.
Уже сегодня, как сообщил российский лидер, на основе подобных энергетических установок создается новое поколение типов вооружений. Более того, началась разработка следующего поколения крылатых ракет с ядерными двигателями, чья скорость более чем втрое превысит скорость звука, а в перспективе они станут и гиперзвуковыми. Эти наработки напрямую связаны с космическими амбициями России.
Перспективы оборонных разработок
В Кремле четко обозначили гражданские перспективы этих оборонных проектов. Речь идет в том числе о малой ядерной энергетике для создания энергоустановок, предназначенных для освоения дальнего и ближнего космоса. Конкретными целями являются энергообеспечение космического транспортного корабля для перевозки тяжелых грузов, который сейчас создается, а также для перспективной станции на Луне.
Это означает, что технологический задел от «Буревестника» и «Посейдона» будет использован для решения масштабных задач: от обеспечения энергией долговременной базы на спутнике Земли до создания мощных межорбитальных буксиров, способных доставлять значительные грузы в глубокий космос. Дальность полета «Буревестника», которая, по словам президента, превзошла все известные в мире ракетные системы, и его способность работать в экстремальных условиях, как у «Посейдона», погружающегося на глубину до тысячи метров, доказывают надежность технологий, которые теперь будут служить и мирному освоению Вселенной.
Чудо инженерии
О практической ценности этого технологического задела для космической отрасли рассказывает кандидат технических наук, инженер и доцент кафедры информационных систем и компьютерных технологий БГТУ «ВОЕНМЕХ» Федор Митин.
— Главное технологическое чудо «Буревестника» с точки зрения инженера — это сам факт создания работающей малогабаритной ядерной силовой установки. Чтобы довести такое изделие до инженерной реализации, должен пройти длительный цикл — от фундаментальных исследований до практического воплощения, — объясняет разработчик новых систем управления космическим спутником для изучения дальнего космоса. — Такие работы обычно занимают 20–25 лет. То, что нам удалось пройти этот путь и получить действующую ракету с ядерным двигателем, говорит о сохранении в России способности реализовывать крупные междисциплинарные проекты.
Эксперт поясняет, что именно делает эти разработки столь значимыми.
— В авиации и космической технике всегда существовала проблема совмещения малых объемов, массы оборудования и требований к надежности. Ядерные установки для флота прижились десятилетия назад, но для ракетно-космической техники это всегда было сложнейшей задачей, — подчеркивает эксперт. — Реализация «Буревестника» показывает, что мы научились решать ключевые проблемы — контроль реакции в экстремальных условиях, теплообмен в компактном контуре, радиационная защита и создание материалов, выдерживающих колоссальные нагрузки.
Что особенно важно, успех «Буревестника» создает основу для космических применений.
— Разработка таких двигателей для ракеты — это первый, базовый этап. Они относительно проще — их нужно запустить, и они работают. Но это открывает дорогу к следующему шагу — разработке управляемых ядерных энергодвигательных установок для космоса, где нужно уметь не только запускать, но и останавливать реактор, регулировать тягу, а также обеспечивать его многократную работу, — подмечает Митин. — А это уже на порядок сложнее.
Орбитальные буксиры
Кандидат технических наук Федор Митин видит несколько ключевых направлений, где технологии «Буревестника» найдут применение в космосе.
— Во-первых, это межпланетные буксиры. Компактная ядерная установка может стать сердцем транспортного модуля для грузоперевозок между Землей, Луной и Марсом, — обрисовывает перспективы доцент. — Во-вторых — энергоснабжение удаленных объектов. Для лунной базы или миссий к внешним планетам, где солнечные батареи неэффективны, такие установки с длительным сроком службы выглядят идеальным решением.
Эксперт также отмечает значение таких технологий для фундаментальной науки.
— Для исследовательских аппаратов, отправляемых за пределы Солнечной системы, ядерные источники энергии — единственно возможный вариант. Если говорить о миссиях к Юпитеру или в межзвездное пространство, то космическая версия установки «Буревестника» может решить проблему энергообеспечения научной аппаратуры, — говорит Митин.
Развиваем то, что есть
По мнению Митина, теперь главная задача — интеграция уже существующих передовых технологий в конкретные космические проекты. Он подчеркивает, что переход от демонстрации разработки в оборонном комплексе к ее серийному применению в космонавтике требует целенаправленной и последовательной работы.
— У нас уже есть уникальный технологический задел, но остро необходима четкая, финансируемая и долгосрочная программа его использования, — аргументирует Митин. — Опыт показывает, что просто возобновить программы, заброшенные десятилетия назад, невозможно. Он объясняет, что просто взять чертежи полувековой давности нельзя — требуются новые испытания, адаптация к современным материалам и компонентам, отработка цифровых моделей и методов контроля:
— Однако наличие уже работающего прототипа ядерной энергоустановки для «Буревестника» — не просто рядовая научная наработка, а готовое, по сути, инженерное решение. Это на порядки ускоряет процесс, поскольку снимает основные риски, связанные с фундаментальной реализуемостью концепции.
Эксперт указывает на логичную последовательность развития технологий. Первым шагом он считает создание на основе этих наработок мощных источников энергии для автономных лунных станций, где традиционные солнечные панели неэффективны во время долгой лунной ночи. Следующей ступенью должно стать применение ядерных двигательных установок в межорбитальных буксирах, например в проекте «Зевс» (транспортно-энергетический модуль), работы над которым ведутся. Такой буксир сможет многократно доставлять грузы между орбитами, что критически важно для сборки тяжелых межпланетных кораблей или развертывания крупногабаритных конструкций, таких как космические телескопы нового поколения.
— Успех оборонного проекта дает нам шанс не просто повторить советские достижения, а сделать качественный рывок в создании новой космической транспортной системы, — заключает Митин. — Критически важно, чтобы теоретические и опытно-конструкторские разработки переросли в единую космическую программу. Ее естественными этапами должны стать создание транспортной инфраструктуры в околоземном пространстве, обеспечение постоянного присутствия на Луне и, в перспективе, подготовка к марсианской миссии. Без этого видения даже самая передовая технологическая разработка рискует остаться лишь демонстрацией потенциальных возможностей.
Характеристики новейшего российского оружия
ОФИЦИАЛЬНОЕ НАЗВАНИЕ «БУРЕВЕСТНИК»
Межконтинентальная крылатая ракета. Оснащена ядерной энергетической установкой, что обеспечивает практически неограниченную дальность полета. Скорость: дозвуковая (примерно 850–1300 км/ч). Дальность полета: > 20 000 км (межконтинентальная). В отличие от баллистических ракет летит по изменяемой траектории на сверхмалой высоте, обходя рубежи ПРО. Высота полета: сверхмалая (25–100 м), что позволяет летать ниже зон радиолокационного обнаружения.
ОФИЦИАЛЬНОЕ НАЗВАНИЕ «ПОСЕЙДОН»
Автономный подводный беспилотный аппарат (подводный дрон-торпеда). Оснащен ядерной энергетической установкой, что обеспечивает неограниченную дальность хода. Преимущество: активное маневрирование на маршруте и, по заявлению руководства, невозможность перехвата. По заявлению официальных лиц, «Посейдон» превосходит по мощности межконтинентальную баллистическую ракету «Сармат». Скорость: 60–70 узлов (около 110–130 км/ч). Глубина погружения: > 1000 м, что делает его практически необнаружимым. Боевая часть: ядерный заряд мощностью до 2 Мт (по данным ТАСС). «Посейдоном» оснащена атомная подлодка БС-329 «Белгород».
СРАВНИТЕЛЬНЫЕ РАЗМЕРЫ
Длина «Буревестника» на старте — 12 м, в полете — 9 м, средний диаметр — 74 см. Длина «Посейдона» — 24 м.
ЦИТАТА
Владимир Путин, президент Российской Федерации:
— Их применение позволит нам добиться прорывов не только в оборонно-промышленном комплексе, но и во многих гражданских отраслях при реализации целого ряда приоритетных национальных проектов и программ. В том числе в малой ядерной энергетике, при создании энергоустановок для Арктической зоны и освоения дальнего и ближнего космоса, включая энергообеспечение космического транспортного корабля для перевозки тяжелых грузов, который мы сейчас создаем.
СПРАВКА
«Буревестник» (индекс ГРАУ — 9М730, кодовое обозначение НАТО — SSC-X-9 Skyfall) представляет собой российскую межконтинентальную крылатую ракету с ядерной энергетической установкой. Конструктивно ракета выполнена по двухступенчатой схеме. Стартовый двигатель представляет собой твердотопливный ускоритель, обеспечивающий первоначальный разгон и вывод на заданную высоту. Маршевый двигатель — ядерный воздушно-реактивный двигатель открытого типа. Он включает малогабаритный ядерный реактор мощностью около 766 кВт. Принцип работы основан на нагреве набегающего потока воздуха в активной зоне реактора до температур в тысячи градусов, что создает реактивную тягу. Такая конструкция обеспечивает ракете практически неограниченную дальность.
МНЕНИЕ
Общенациональный проект
Данила Медведев, футуролог, основатель Российского трансгуманистического движения:
— Космическая отрасль сегодня — глобальная гонка за технологическое лидерство, суверенитет в ближнем и дальнем космосе, право определять будущее человечества.
У России уже сегодня есть уникальный технологический задел, который может стать нашим конкурентным преимуществом. Речь о ядерных энергодвигательных установках, подобных тем, что применяются в системах «Буревестник» и «Посейдон». Они вполне могут стать ключом к новому этапу космонавтики. Пока химические двигатели уперлись в свои пределы, ядерная тяга предлагает на порядок большую мощность и эффективность. Проекты вроде транспортного энергомодуля «Зевс» — прямое тому доказательство.
Проблема не в отсутствии технологий, а в отсутствии большой национальной цели, которая бы собрала эти технологии в единый пазл. Нам нужен свой «Аполлон» — комплексный проект, который определит, для чего нам и ядерные буксиры, и новые материалы, и системы жизнеобеспечения.
Что же мы можем сделать уже сейчас? Для начала стоит определить ниши, где мы сильны. Вместо того чтобы пытаться повторить путь Илона Маска, мы можем сфокусироваться на тех сферах, где пока не существует аналогов, — ядерный буксир для доставки тяжелых грузов на лунную орбиту или обеспечение энергией будущей станции на Луне. Не менее важна интеграция освоения космоса в общегосударственную стратегию. Это вопрос национальной безопасности, технологического суверенитета и долгосрочного экономического развития. Необходимо выстроить систему стратегического планирования, где задачи для космической отрасли будут вытекать из общегосударственных целей.
Технологии у нас есть. Задел, в том числе и в области сверхмалых ядерных реакторов, — колоссальный. Теперь нам нужна смелость сформулировать цель, которая будет понятна народу, бизнесу и научному сообществу. Космос — это не просто ракеты, это мощнейший драйвер для развития смежных отраслей: новых материалов, искусственного интеллекта, робототехники, биотехнологий. Но чтобы этот драйвер заработал, нам нужно ответить на простой вопрос: «Какой космос мы хотим построить для России?».