Критерии разработки ТКС: - Марсианский экспедиционный корабль с теплообменником-излучателем капельного типа

    - обеспечение безопасности, благополучия и длительной работоспособности космонавтов; - массовые ограничения для научного оборудования не должны занижать уровня научных исследований; - неприемлемость символических экспедиций ц 0 принципу; "прилетели. наследили, воткнули флат и улетели";

Пилотируемый марс теплообменник излучатель

    - использование компонентов ТКС в других программах *пучения космоса (например, лунной экспедиции); - минимизация стартовой массы при выполнении предыдущих 4-х критериев.

Исходя из описанных в пункте 5-и критериев, нами был разработан Марсианский экспедиционный корабль. Смысл запуска двух МЭК вместо одного заключается в том, что в случае повреждения одного из них, его экипаж может на КАС перелететь на другой МЭК и продолжить экспедицию на нем. В целях облегчения МЭК не несет никакой дополнительной нагрузки, исключая даже посадочные модули. Экипаж каждого МЭК проживает в жилом модуле массой 15 тонн, присоединенный к шаровому стыковочному модулю массой 5 тонн. Помимо жилого модуля в состав МЭК входят:

    - КАС. Предназначен для доставки экипажа на МЭК, возвращения на Землю, а также покидания МЭК в аварийных ситуациях. В качестве прообраза можно использовать КД "7K-Л 1" массой 5,75 тонн; - Лабораторный модуль. Предусматривает создания в одном комплексе оборудования для проведения широкого спектра исследований, например, биологические, астрономические, технологические. Здесь размещается зона медицинского контроля. Модуль представляет собой жилой модуль типа "Салки -7" массой 15 тонн, длиной 16 метров; - Жилой модуль является тем элементом МЭК, в котором космонавты должны проводить основную часть общего времени по трассе Земля-Марс. Жилой модуль идентичен лабораторному модулю. Масса модуля 21 тонн; - Модуль для сна и отдыха. Модуль изолирован от других жилых модулей и пристыкован к шаровому модулю снизу. Масса модуля 19 тонн. Длина 15 метров; - ШСМ. К шаровому стыковочному модулю пристыковываются космические корабли и модули. Диаметр IIICM 6 метров, масса 5 тонн; - Баки с рабочим телом. В них находится рабочее вещество для ЭРД. Масса 169,6 тонн. Идентичны бакам на АГК; - Реакторно-машинный модуль является источником электроэнергии для ЭРД. Масса 73,5 тонн. Идентичны РММ на АГК; - Блоки ЭРД. Предназначены для создания реактивной тяги. Масса 57 тонн. Идентичны БЭРД на автоматический грузовой корабль (АГК); - Теплообменник-излучатель. Предназначен для сброса в космос излишнего тепла вырабатываемого РММ. Масса 13,5 тонн. Конструктивно аналогичен теплообменнику - излучателю на ЛГК. Общая масса Марсианского экспедиционного корабля 324.35 тонн. Перелет осуществляется со временем перелета 135-180 суток, что исключает сильное облучение от галактическое космическое излучение ГКИ, а также вероятность попадания под воздействие солнечной вспышки.

Рассмотрим ДУ. Она является источником ионизирующего излучения, поэтому крепится к полезной нагрузке и жилым модулям посредством длинной фермы для уменьшения дозы облучения. В ее состав входят:

    - ракетно-машинный модуль (РММ); - блок электрических реактивных двигателей (БЭРД); - теплообменник-излучатель (ТИ); - баки с рабочим телом.

В настоящее время очевидна объективная необходимость увеличения энерговооруженности космических аппаратов не только "дальнего" назначения, предназначенных для исследований планет, астероидов и т. д. но и аппаратов, эксплуатирующихся на околоземных орбитах и выполняющих задачи мониторинга, связи, навигации и другие. Сегодня обсуждаются проекты космических энергоустановок с мощностями от сотен киловатт до мегаватт. Однако, принципиальной особенностью и трудностью на пути создания подобных систем, является разработка устройств сброса низкопотенциального тепла. Для получения приемлемых КПД космических энергоустановок необходим отвод тепла с низкотемпературной части цикла, осуществляемый с помощью излучателей. В настоящее время используются трубчатые излучатели, а также излучатели, выполненные на основе тепловых труб.

С увеличением мощности их масса составляет все более заметную долю обшей массы энергосистемы, а габариты существенно влияют на габариты солнечной установки и определяют габариты ядерной. Преимуществами традиционных излучателей являются простота и технологичность, недостатками - большая масса и метеорная уязвимость. На МЭК набрано 18 секций, общей площадью 558 м 2. Общая масса ТИ 13,5 тонна. Задачей данного изобретения является уменьшение безвозвратных потерь тепловой энергии, т. е. увеличение КПД энергоустановки космического летательного аппарата (КЛА), а также одновременное увеличение эффективности охлаждающей системы. Поставленная задача решается тем, что теплоноситель холодильника-излучателя получает тепло от теплоносителя энергоустановки и(или) системы термостабилизации КЛА. В системах охлаждения КЛА теплоноситель холодильника-излучателя получает тепло от теплоносителя энергоустановки и(или) системы термостабилизации КЛА через обычный теплообменник. Под воздействием вибрации струйки разбиваются на капли определенного размера с равными промежутками между ними. Разбиение обеспечивает максимальную свободную поверхность капли при заданном объеме. Путем ориентации отверстий создается направленный поток капель, падающих на коллектор. Отвод тепла происходит на участке между генератором и коллектором. В коллекторе капли объединяются в единый поток жидкости, который с помощью насоса под повышенным давлением возвращается в теплообменник. Замена твердой поверхности на капельный поток может привести к уменьшению веса радиатора на порядок. Другие преимущества капельного радиатора состоят в его нечувствительности к попаданию микрометеоритов, и в компактности. Но в тоже время не решена проблема потери рабочей жидкости вследствие испарения и возможного непопадании в коллектор. К тому же испарившееся вещество оседает на элементах конструкции ОТКС, что может заметно сказаться на его работоспособности. Не понятно также, как будет работать подобная схема на пониженной мощности в моменты выхода реактора на расчетную мощность и при его захолаживании. Сборка МЭК осуществляется на ОЗО высотой 400 км, на орбите которой находится межорбитальный транспортный аппарат (МТА), куда доставляются элементы МЭКа(РММ, БЭРД, топливные баки и др.). Затем МЭК с помощью МТА переводится на более высокую (1000км.) орбиту, считающуюся безопасной для запуска ядерного реактора. После расстыковки с МТА, МЭК запускает ДУ автоматическом режиме. Через несколько дней, когда высота орбиты достигнет 42000 км с Земли производится запуск экипажей, располагающихся в двух кораблях аварийного спасения (КАС), выводимых двумя РН "Ангара". В течение этого времени одна часть экипажа занимается подготовкой к планетным операциям, а другая - расконсервацией грузового модуля АГК с Марсианской орбитальной станцией (МОС), и развертыванием на первоначальном этапе станции и т. п. От AГК с МОС отстыковываются грузовой и научные модули, которые совершают посадку на поверхность Марса в заданном районе. Затем производится посадка жилого модуля с космонавтами на борту. Время их пребывания на поверхности планеты 2-3 недели. После решения всех работ на поверхности Марса производится старт с посадочного модуля взлетного модуля и стыковка с МЭК с МОС. В случае неисправности взлетного модуля при старте, производится посадка резервного посадочного модуля, с помощью которого космонавты возвращаются на борт AГK с МОС. После завершения околопланетных операций экипажи занимают свои места в МЭК и, расстыковавшись, разгоняются, до нужной скорости. На обратном пути также производиться корректировка траектории. При подлете к Земле экипаж переходит в КАС и отстыковавшись от МЭК направляются к Земле, в атмосфере которой совершают аэродинамическое торможение и посадку. МЭК переводится на низкую ОЗО, где реакторы заглушаются. После стыковки с ожидающими их МТА, они транспортируются на 350-400 км, где проходят послеполетный осмотр, а в случае необходимости ремонтируется. Шаттлами на Землю доставляются отработанные элементы: оборудование и приборы, грунт и материалы с Марса. После дозаправки МЭК готовы ко второй экспедиции на Марс. Рабочий ресурс МЭК составляет 10 лет, т. е. 4-5 полетных цикла.

Похожие статьи




Критерии разработки ТКС: - Марсианский экспедиционный корабль с теплообменником-излучателем капельного типа

Предыдущая | Следующая