俄罗斯披露一艘令人敬畏的核动力太空拖船

2020年出现在互联网上的一系列照片和计算机生成的图像，源自KB兵工厂，清楚地揭示了一艘由电动发动机推动、由核能提供动力的超大型太空拖船的最新版本和计划操作。

这个项目的官方名称是运输和能源舱，简称TEM，十多年来一直为俄罗斯太空计划的观察者所熟知。

TEM的概念可以追溯到太空时代的黎明，它试图将核反应堆与电动火箭发动机结合起来。电推进系统加热和加速电离气体以产生推力产生的射流，因此，也被称为离子发动机或等离子发动机。当按单位废推进剂质量衡量时，电动发动机比传统的液体或固体推进剂火箭效率更高，但在任何给定的时间推力都相对较小，而且需要大量的电力才能运行。正因为如此，直到最近，电力推进在太空飞行中的实际应用大多局限于卫星上的轨道调整系统或深空任务，在这些系统中，航天器可以在很长一段时间内利用低推力。

为了扩大耗电的电力推进器的运行，工程师们长期以来一直考虑用核能取代笨重笨重的太阳能电池板，核能可以提供数年(如果不是几十年)的充足电力，而且不会依赖太阳系偏远和寒冷地区的太阳辐射，正如旅行者号(Voyager)、卡西尼号(Cassini)和许多其他行星任务所证明的那样。

然而，用于太空的核反应堆的开发仍然必须在地球上进行，那里的环境和安全问题减缓了这一领域的进展。

尽管如此，到了21世纪初，俄罗斯军方显然对核反应堆的巨大容量重新产生了兴趣，这些反应堆不仅可以为推进系统提供电力，还可以为大型航天器上的其他设备提供电力，比如用于监视目的的强大雷达天线。

凭借庞大的核技术组合和巨额预算，俄罗斯国防部显然成为苏联解体后首次尝试为太空建造核能发电系统的主要支持者。不足为奇的是，反应堆的工作在很大程度上是保密的，但在2020年，KB阿森纳公布了一些照片，显示了似乎是全尺寸TEM运载火箭或其原型的组装，以及它在轨道上部署的动画。

TEM拖轮的核心是一个产生热量的核反应堆。然后，热量通过机械涡轮机或所谓的热排放方法转化为电能，这种方法不涉及任何移动部件。虽然比涡轮机效率低，但它更简单，也更为俄罗斯工业所熟悉，2020年披露的TEM车辆上似乎正在使用热排放转换。

反应堆工作过程中不可避免地产生的多余热能通过散热器系统释放到空间中，散热器系统还可以使用多种不同的技术在失重和大气之外运行。披露的TEM车辆似乎有三个主散热器和三个辅助散热器。后者较小的面板可能服务于航天器上服务系统的传统需求，而较大的可展开和固定的辐射器可能是专门为去除反应堆的热量而设计的。动画显示了在TEM模块上部署主散热器的一个非常复杂的三阶段过程。

然而，在揭开面纱的车辆上，散热器面板似乎使用的是由涡轮机泵入系统的载热冷却液。与毛细热管散热系统相比，这是一项进步较小的技术。毛细热管散热系统最初计划用于航天器，据悉俄罗斯在21世纪初正在和平号空间站上进行测试。

为了保护航天器上的所有系统免受有害辐射，反应堆被放置在一个圆锥形的盾牌后面，这个盾牌形成了一个没有危险粒子的受保护的圆锥形阴影。为了进一步增加安全区，反应堆被连接到一个看起来像是由轻质复合材料制成的四节伸缩吊杆上。在飞船与轨道上的运载火箭分离后，吊杆展开到最大长度。

根据现有的出版物，TEM飞行器上的核反应堆只有在航天器到达600或800公里的轨道后才会被激活，这一轨道距离稀薄的大气足够远，足以防止失速的卫星自然衰变和重返大气层。在此期间，空间拖轮的所有服务系统及其有效载荷仍然可以在进入轨道后立即从部署在推进舱两侧的一对太阳能电池板获得电力。

KB兵工厂在2020年发布的照片显示了这个超大型运载火箭的关键部件，包括推进模块、固定和可展开的辐射器以及承载反应堆的可展开吊杆。没有反应堆本身的照片，但在附带的动画中显示了它，日期为2020年。看起来，即使没有有效载荷，俄罗斯的TEM也将是一个20或30吨的运载火箭，这可能需要Angara-5M或Angara-5V重型火箭从沃斯托奇尼航天港进入初始轨道。GKNPTS Khrunichev在2016年左右制作的一幅画显示，Angara-5V火箭带有Briz-M上级运载TEM飞行器。