Первый в мире запуск термоэмиссионной ядерной энергетической установки в космос

Согласно официальному сообщению, 2 февраля 1987 г. в СССР был запущен спутник «Космос-1818». Под этим наименованием был осуществлен запуск экспериментального спутника «Плазма А» с  ядерной энергетической установкой (ЯЭУ) «Топаз–1». Всего было запущено два таких спутника. Второй – «Космос–1867» был запущен 1 июля 1987 г. Первый проработал около полугода, а второй – около года.

Хорошо известно, что работы по наиболее экономичным и эффективным ЯЭУ  для  обеспечения энергоснабжения научной аппаратуры на спутниках, интенсивно велись и ведутся у нас и в США. Первым запущенным аппаратом с ЯЭУ у нас был спутник  морской радиолокационной разведки УС-А (первый запуск 28 декабря 1965г. «Космос-102»).  На спутнике была установлена ЯЭУ «Бук», которая  имела тепловую мощность 100 кВт,  весила 890 кг и имела ресурс около полугода. За период с 1970г. по 1988г. было запущено около 30 спутников с установкой «Бук». На базе спутника УС–А был разработан  и прошел летные испытания на высоких радиационно-безопасных орбитах экспериментальный  спутник  «Плазма А» с  ЯЭУ «Топаз».

ЯЭУ «Топаз» была создана на основе «термоэмиссионного» принципа преобразования тепловой энергии реактора в электрическую. Тепловая мощность 150 кВт, мощность электрическая более 5 кВт, вес 980 кг и ресурс активной работы около 1 года. Термоэмиссионные преобразователи этого типа – крупнейшее достижение российской науки и техники. В 1980-х годах им не было равных.  В отличие от спутника морской разведки УС-А спутник «Плазма А» был экспериментальным и сразу был выведен на радиационно-бесопасную орбиту около 800 км. Запуск ЯЭУ происходит в космосе после выхода на рабочую орбиту. Реактор был заглушен 24 июня 1987г., когда закончилась активная работа спутника, а  срок существования спутника более 300 лет, по истечению которых ядерные элементы распадаются. Второй экспкриментальный спутник «Плазма А» («Космос-1867») был запущен 10 июля 1987г., а реактор был погашен почти через год 17 июня 1988г. В США  спутник с ЯЭУ  SNAP –10A был запущен 3 апреля 1965г. Он имел электрическую мощность 500 Вт и проработал на орбите 43  дня.

Детальное описание ЯЭУ «Топаз» приведено в «Новостях космонавтики» № 6, 1999г. и   «Науке и жизнь»  № 10, 2003г.

Когда говорят о новых космических технологиях, то, прежде всего, имеют в виду ядерные ракетные двигатели и сопутствующие им системы жизнеобеспечения и безопасности.

ЯЭУ «Топаз» «НК» № 6, 1999г.

Еще в 1959г. 30 июня по предложению С.П.Королева было принято постановление о разработке тяжелой ракеты, использующей ядерные ракетные двигатели. С 1960-х  начались робкие попытки изучения возможности использования ядерной энергии в космосе. Ниже в таблице  представлены сведения о ряде космических аппаратов, на которых пользовались ЯЭУ различных типов. Таблица не претендует на полноту, а скорее носит иллюстративный характер. Она составлена на основании данных, опубликованных в журналах «Новости космонавтики» № 5, 2003г. и «Атомная стратегия» № 4, 2007г.

                                       АМС С ЯДЕРНЫМИ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИМИ УСТАНОВКАМИ

Как известно, в настоящее время особо острой становится проблема экологии и космоса. Даже запуски ракет на химических ЖРД с использованием таких компонентов, как гептил, вызывают резкие протесты. Аварии ракеты «Протон», возможно, приведут в скором времени к прекращению ее эксплуатации. Таким образом, прекратит свое существование любимое «детище» М.Янгеля, В.Челомея и В.Глушко, которое принесло много бед российской космонавтике, а останется королевский «Союз». Идеи и замыслы Сергея Павловича Королева в очередной раз побеждают.

Уже первые аварии космических аппаратов с ЯЭУ; 1964г. –  «Транзит -5В», 1978г. – «Космос-954», 1983г. – «Космос-1402»   и ряд других,  случаи потери атомных бомб (только в 1957г. – 22 мая, 28 июля),  аварий и гибели атомных субмарин крайне насторожили Человечество и обострили его внимание к проблемам отработки ядерных систем. Учитывая опыт создания и отработки ракетных двигателей, можно считать маловероятным, что  испытание ядерных будут производиться на Земле или в околоземном пространстве. Не исключена вероятность того, что полномасштабные испытания и отработка ядерных ракетных двигателей будет осуществляться на Луне.

28 мая 2010г. в Обнинске праздновали 40-летие с момента начала наземных энергетических испытаний реактора-преобразователя «Топаз» и запуска в космос ядерной энергетической установки «Бук», ознаменовавших начало эры космической ядерной энергетики.  В повестке дня состоявшегося торжественного заседания были доклады и выступления представителей организаций, принимавших участие в создании реакторов, ГНЦ РФ-ФЭИ, НПО «Красная Звезда», НИКИЭТ, РКК «Энергия». Выступавшие рассказали не только об этапах развития космической ядерной энергетики, но и о перспективах ее использования в будущем, в частности, при создании транспортных энергетических модулей

В дополнение к статье

Спутник «Космос-1818» с термоэмиссионной ядерно-энергетической установкой «Топаз» был выведен на орбиту 2 февраля 1987г. и безотказно проработал шесть месяцев, пока не иссяк запас цезия. Прошло 22 года и 20 января 2008г. на ленте  Новостей космонавтики появилось интересное сообщение Infox.ru.: «Отслуживший свой срок и болтающийся на высоте 800 км советский экспериментальный спутник с ядерной энергетической установкой «Космос-1818», похоже что-то разбросал по своей орбите.  «Из сообщения в январском выпуске бюллетеня ODQN следует, что отделение фрагментов от «Космоса-1818» произошло приблизительно 4 июля 2008г., и что средствами Стратегического командования США регулярно отслеживается 30 небольших фрагментов. Однако за шесть прошедших месяцев они по каким-то причинам так и не были внесены в открытый каталог космических объектов, в котором пока значатся только сам «Космос-1818», вторая ступень ракеты «Циклон-2» и два фрагмента этой ступени. Таким образом, прогноз движения указанных обломков и их опасных сближений с другими космическими объектами могут делать только американские специалисты», — рассказал Infox.ru редактор журнала «Новости космонавтики» Игорь Лисов.   Все эти годы выведенный на орбиту аппарат продолжал вращаться вокруг Земли на высоте порядка 800 км. Однако, по данным американских наземных средств наблюдения, примерно 4 июля прошлого года спутник выбросил в космическое пространство около 30 мелких обломков. Большинство из них было выброшено в направлении орбитального движения спутника с относительной скоростью всего 15 м/с, что указывает на сравнительно небольшую «энергетику» произошедшего события на спутнике, характер которого остается загадкой. Радионаблюдения показали, что наряду с этими 30 осколками произошел также выброс некоторого числа, куда меньших объектов.   По характеру отражения излучения специалисты установили, что, скорее всего, обломки представляют собой металлические сферы. По некоторым данным, сферические обломки могли быть образованы натрий-калием, использовавшимся в трубках радиатора системы охлаждения реактора. Как сообщает бюллетень, на момент июльских событий этот охладитель должен был пребывать в твердом состоянии, однако часть его могла плавиться от нагрева солнечными лучами. Выброс охладителя из трубы мог произойти из-за длительного периодического воздействия экстремальных температур, после чего выброшенное вещество могло превратиться в летящие шары с металлическим блеском. По другой версии, охладитель могла расплавить быстро летевшая частица, попавшая в систему охлаждения. Сейчас ученые продолжают следить за обломками, чтобы выяснить природу их происхождения. На аналогичном аппарате «Космос-1867», проработавшем 11 месяцев, подобных выбросов зафиксировано не было, указывает Infox.ru.