Россия активно разрабатывает ядерные ионно-ксеноновые двигатели для дальних космических полётов. В соответствии с картой проекта, к 2018 году учёные планируют повысить уровень электрической мощности космических систем в 30 раз. Завершение разработки техпроекта ядерного космического двигателя мегаваттного класса намечено на текущий год. Уже выбраны технические решения по конструкции ТВЭЛ и реактора.
Идея использования ядерных двигателей на космических аппаратах не нова. В СССР в 1960-е годы над разработкой ядерных ракетных двигателей работали выдающиеся учёные, такие как Мстислав Келдыш, Игорь Курчатов и Сергей Королев. Подобные разработки велись и в США. В начале космической эпохи учёные пытались создать ядерный ракетный двигатель, в котором рабочее тело нагревалось непосредственно в реакторе. Однако такие установки давали крайне высокую радиоактивность.
Новый проект предполагает использование ионных электрореактивных двигателей, где реактивная тяга создаётся за счёт ускоренного электрическим полем потока ионов. Ядерный реактор будет «поставлять» необходимый электрический ток, исключая попадание радиоактивных веществ во внешнюю среду. Рабочим телом в двигателе, вероятно, станет ксенон. На разработку выделено 17 миллиардов рублей, что сравнительно небольшая сумма для России: для сравнения, на модернизацию армии будет затрачена в тысячу раз большая сумма.
Как будет использован этот двигатель? Прежде всего, он пригодится для пилотируемого полёта на Марс. Долгие месяцы в обычном космическом корабле могут стать суровым испытанием для людей, не умеющих впадать в спячку. С ядерными двигателями время полёта к Марсу сократится значительно.
Кроме того, в рамках подготовки к этой исторической экспедиции будут решены и другие ключевые проблемы дальних перелётов. Ведётся работа над системой защиты кораблей от солнечной радиации: сверхпроводящие магниты в двойной спирали будут опоясывать корабль, создавая магнитное поле для защиты астронавтов от космических лучей.
Важно отметить, что ядерный космический двигатель — это полностью российский проект. Американцы, наш единственный полноценный конкурент в космосе, пока не могут продвинуться в разработке собственного варианта ядерной тяги. В результате NASA сейчас фокусируется на запуске обычных реакторов для выработки электричества. В настоящее время они работают над проектом реактора для лунной базы, которая, при благоприятном развитии событий, может быть построена к 2020 году.
Эта база будет питаться от небольшого традиционного реактора мощностью 40 киловатт. Для полноценной базы, однако, потребуется значительная мощность — около 25 мегаватт, что обеспечит необходимые условия для научно-исследовательской миссии. На нашей планете уже созданы проекты с мощностью в 300 мегаватт: речь идёт о новом реакторе, который на первом этапе станет более безопасным, дешевым и чистым вариантом.
Россия выделяет серьёзные ресурсы на разработку новых «земных» реакторов. Прямые инвестиции в ядерный центр в Дмитровграде составят 120 миллиардов рублей, и центр уже добивается конкретных результатов. В следующем году Россия планирует закрыть дефицит молибдена-99 на мировом рынке, который используется в медицине.
В 2013 году в Дмитровграде открывается Центр медицинской радиологии, предназначенный для лечения около 40 тысяч человек в год. Россия является лидером в атомной энергетике, и практически все перспективные разработки происходят именно у нас. В частности, ведётся работа над реакторной установкой СВБР-1000, которая будет построена в ближайшие четыре года. С помощью таких реакторов возможно быстро и относительно недорого создавать «малые АЭС» по всему миру.
Представьте, как будет удобно разместить малую АЭС на основе СВБР-1000 рядом с труднодоступным производством. Ожидается, что рынок таких установок составит до 600 миллиардов долларов в течение ближайших тридцати лет, что превышает все доходы бюджета Российской Федерации в текущем году.
Канада, к примеру, проявила интерес к покупке малых АЭС, отказываясь от своего проекта SLOWPOKE. Многие другие страны не видят смысла в финансировании собственных проектов в атомной сфере, осознавая, что конкурировать с Россией становится всё сложнее.
К 2019 году в России будет построен исследовательский реактор МБИР на быстрых нейтронах, и учёные из США и других стран уже записываются в очередь для проведения экспериментов. Первый исследовательский реактор, ПИК, был запущен в конце прошлого года, и первые эксперименты начнутся там через год.
Продолжается работа и над международным проектом термоядерного реактора ITER. Хотя реальных результатов в обозримом будущем не ожидается, участие в программе позволяет находить инженерные решения, которые наши специалисты используют в практичных промышленных реакторах.
Если запутались в этом множестве атомных проектов, вот краткий обзор. Россия проводит две революции в ядерной энергетике: проект «Прорыв», который включает безопасные и экономичные реакторы на быстрых нейтронах, и мегаваттный космический реактор, открывающий возможности для освоения других планет. Это не просто планы — многие работы уже проведены, и в результате прошлых разработок мы получаем значительные доходы.
Свежая новость: «Росатом» начинает поставки ядерного топлива на шведскую АЭС «Рингхальс-3». Если пройдут успешные переговоры с французами, мы сможем поставлять топливо и во Францию. Намерены строить АЭС и в Индии. Интересный момент: когда речь заходит о космосе, на ум приходят лишь американские проекты, такие как «Курьёзити». Когда речь идёт об инновациях, все думают о последних моделях айфонов. Но о том, в каком ключевом секторе мы являемся безусловным лидером, практически не говорят.
К сожалению, Россия всё ещё не успевает в области самопиара и продвижения своих достижений на международной арене. Я не являюсь экспертом, и лишь однажды был в действующей атомной станции, однако чувствую необходимость рассказать об этих важных разработках. И, к слову, хочу поблагодарить всех за участие в работе над открытым корпусом текстов, статистика показывает, что количество работающих над проектом людей выросло на 250 по сравнению с прошлым днём.