Юрий Зайцев, действительный академический советник Академии инженерных наук РФ, специально для РИА Новости.
Отличительной особенностью нынешнего этапа работ по внедрению ядерной энергетики в космическую технику стал акцент на ее использование для организации транспортных операций в космосе. При этом на основе одного реактора должны обеспечиваться как полет космического аппарата, так и энергоснабжение его систем.
На недавнем заседании Комиссии по модернизации и технологическому развитию России при Президенте РФ Роскосмосом бы предложен проект создания транспортно-энергетического модуля на основе ядерной энергодвигательной установки мегаваттного класса. Проект был одобрен Дмитрием Медведевым, и он пообещал найти необходимые для его реализации средства. Считается, что прорыв в области ядерных силовых установок может вернуть Россию в число лидеров космических исследований.
Овладение этими технологиями весьма заманчиво, но, как показывает опыт прошлых лет, трудно реализуемо. И США, и СССР прилагали немалые усилия для этого, но так и не смогли прийти к тому, что можно было бы использовать на практике. Удалось создать лишь стендовые прототипы ядерных ракетных двигателей - 11Б91 в СССР и «Нерва» в США на тягу около 4 т.
Вместе с тем есть примеры печальных происшествий, связанных с реализацией советских и американских ядерных программ в космосе. Так, в 1964 г. американский спутник «Транзит» с радиоизотопным генератором вскоре после запуска сгорел над Индийским океаном. При этом в атмосфере было рассеяно более 950 г плутония-238. Это больше, чем в результате всех проведенных до того времени ядерных взрывов. Советский «Космос-954» с реакторной ядерной установкой на борту, после падения на Канаду, загрязнил около 100 тыс.кв.км ее территории. То же произошло с «Космосом-1402» в 1983 г. над Южной Атлантикой.
Особую угрозу нес американский зонд «Кассини», запущенный в 1997 г. и имевший на борту ядерный реактор с 32,7 кг плутония-238. В августе 1999 г. на пути к Сатурну он пролетел всего в 500 км от Земли. Случись авария, до 5 млрд человек могли бы получить радиотоксичное поражение в результате попадания в атмосферу плутониевого ядерного топлива.
После столкновения американского спутника Iridium с выведенным из эксплуатации «Космосом-2251» с ядерной энергетической установкой на околоземной орбите возникло потенциально опасное облако обломков.
Сегодня на высотах 800-1100 км, достаточно опасных для подобных столкновений, находятся еще 30 российских и 7 американских выработавших свой ресурс «радиационных» космических аппаратов. То есть почти сорок «потенциальных ядерных взрывов». Любой из этих спутников в результате столкновения даже с фрагментом космического мусора может приобрести тормозной импульс, достаточный для «приземления», что будет сопровождаться «радиационным посевом» в атмосфере и на земной поверхности.
Начиная с 1978 г., после аварийного падения «Космоса-954», вопрос использования ядерных источников энергии в космическом пространстве всегда находился в центре внимания Научно-технического подкомитета (НТПК) комитета ООН по космосу. На основе проведенного в НТПК анализа был разработан и принят Генеральной Ассамблеей документ под названием «Принципы, касающиеся использования ядерных источников энергии в космическом пространстве».
Одно из важнейших положений «Принципов» - ядерные источники разрешается использовать, только когда их применение является безальтернативным, а после выполнения рабочей части полета оснащенный ими космический аппарат переводится на достаточно высокую орбиту. Причем эта орбита должна быть такой, чтобы свести к минимуму вероятность столкновения с другими космическими объектами.
В «Принципах» также изложены подходы к обеспечению радиационной безопасности при аварийном возвращении ядерных источников энергии на Землю.
В конечном итоге были достигнуты международные договоренности и о запрете запуска спутников с ядерными энергоустановками на борту.
После этого работы над ядерными энергетическими (ЯЭУ) и энергодвигательными установками (ЯЭДУ) долгое время оставались в полузамороженном состоянии и были, в основном, ориентированы на формирование научно-технического задела по созданию базовых унифицированных элементов, узлов и агрегатов и проведение исследований, которые могли показать преимущество ядерных источников энергии перед другими их вариантами.
Вместе с тем на рубеже веков у части международного научно-технического сообщества сложилось представление, что освоение дальнего космоса невозможно без ядерного двигателя и реакторных установок, которые могут использоваться как для разгона межпланетных космических кораблей, так и для энергоснабжения. Основанием для такого вывода послужила якобы их безальтернативность как средства для реализации межпланетных пилотируемых миссий. При этом, однако, проблемы обеспечения радиационной безопасности ядерных двигательных установок, включая аварийные ситуации по сравнению с ядерными источниками, предназначенными только для энергоснабжения, многократно усложняются.
Ситуация усугубляется и тем, что ракетный двигатель на ядерном топливе выбрасывает из сопла мощнейшую радиоактивную струю, что делает практически невозможными его испытания и отработку на Земле. Поэтому вопрос, чему отдать предпочтение в межпланетных миссиях – ракетному двигателю на ядерном топливе или электрореактивным двигателям (ЭРД) с питанием от солнечных батарей, остается открытым.
Какая из концепций победит – надежность и экологичность ЭРД против мощи и скорости, обеспечиваемых ЯРД – пока сказать трудно.
Немаловажную роль в этом выборе будут играть и финансовые затраты. На эскизный и технический проекты ядерной энергодвигательной установки (ЯЭДУ) с изготовлением и испытанием агрегатов и систем потребуется порядка 3 млрд руб. Еще 250 млн необходимо на подготовку эскизного проекта транспортно-энергетического модуля (ТЭМ). 4,5 млрд руб. потребуется на наземную отработку ЯЭРУ. Наиболее затратный этап (9 млрд) – создание, включая наземные и летные испытания, ТЭМ на основе ЯЭДУ. Итого 17 млрд руб. И это при хроническом недофинансировании постсоветской космической программы, особенно в части проектов в интересах фундаментальной науки! За последние десять лет в космос был выведен только один научный спутник «Коронас-Фотон».Старт космического аппарата по проекту «Фобос-Грунт», который начал готовиться еще в прошлом веке и намечался на октябрь 2009 г., из-за неготовности перенесен на 2011 г.
Не состоится в этом году и запуск космической обсерватории «Спектр-Радиоастрон». Этот проект фигурировал в Федеральной космической программе (ФКП) 2001-2005 гг., но не был осуществлен. В ФКП 2006-2015 гг. он считается приоритетным среди других астрофизических проектов. Тем не менее, в 2006.- 2008 г.г. запуск обсерватории не состоялся. Не будет она выведена в космос и в 2009 г. А это означает, что могут «поползти» сроки запусков последующих обсерваторий «Спектр-Рентген-Гамма» и «Спектр-УФТ».
Мы стремительно теряем позиции в научном космосе, хотя были в нем страной №1 - констатирует Президент Российской академии наук Юрий Осипов. Многие наши научные проекты откладываются из года в год, и это, в частности, приводит к тому, что зарубежные участники просто выходят из этих проектов. Самая острая проблема российской космической науки – мы нарушаем сроки запусков космических аппаратов, в том числе международных, – подчеркивает Осипов.
За последние 15 лет Россия не смогла реализовать, во многом из-за нехватки средств, ни одного крупного независимого космического проекта. В то же время Роскосмос выражает уверенность, что если проект транспортно-энергетического модуля на основе ядерной энергодвигательной установки получит одобрение на высоком уровне, а, похоже, это уже случилось, то финансирование будет обеспечено, несмотря ни на какой кризис.
Гипотетически предположим, что потратив 17 млрд руб, космический корабль с ядерным двигателем удастся создать и космонавты отправятся на нем на Марс. Проведя годы в полете только в одну сторону, «присев» на поверхность планеты они должны будут тут же, не проведя практически никаких исследований, отбыть в обратную сторону, и дай им Бог вернуться на Землю живыми.
По мнению патриарха советской и российской космонавтики, одного из ближайших сподвижников С.П.Королева, академика Бориса Чертока, время для пилотируемого полета человека на Марс наступит лишь лет через 100, минимум - через 50. До сих пор, считает он, пилотируемые полеты не привели к фундаментальным открытиям такого уровня, как беспилотные космические аппараты. Поэтому сейчас разумнее тратить деньги не на подготовку миссии человека на Марс, а на его исследования автоматами.
Мнение автора может не совпадать с позицией редакции
