Lagebild zur TEM Entwicklung Abb.1 Schnittbild einer ältere Variante des TEM Reaktors - Credits: atomic-energy.ruIn der aktuellen Ausgabe vom "Kosmischen Mittwoch"
[8] wird der TEM( Transporta Energitichnej Module dt. Transport und Energiemodul) als das wichtigste und innovativste Projekt von Roscosmos bezeichnet. Dieses Multifunktionale System soll dank einer offenen Architektur als Schlepper und oder Energiequelle für Nutzlasten verwendet werden können. Dieses Raumfahrzeug gewinnt an Nutzen bei steigender Entfernung des Mission Ziels. Anscheinend werden zwei Varianten vom TEM entwickelt.
Die erste Variante ist "Nuklon"
[1] ein TEM der 1 MWe Klasse, dieser soll 2030 als Erstflug zu einer
Mehr-Etappen-Mission aufbrechen. Laut Boloshenko soll voraussichtlich gegen Ende des Jahres der Vertrag
[1] zu Entwicklung vom "Nuklon" unterzeichnet werden.
Die zweite Variante ist ein TEM der 200 kWe Klasse. Dieser ist auf der CGI Animation vom KB "Arsenal" im Beitrag
#194 zu sehen, sowie ein technisches Testmuster für Erprobung auf den Bildern im Beitrag
#193. Die 200 kWe Variante wird wahrscheinlich deutlich vor 2030 fliegen und möglicherweise als Teil einer Militärischen Mission, an solchen arbeitet das KB "Arsenal" bekanntlich z.B. Projekt
"Ekipash". In einem kürzlich veröffentlichten Vorschlag(wiss. Paper)
[2] für eine Mars Expedition vom Keldysh Institut wird die als "JAEU-200"( Jadirnaja Energitichnaja Ustanovka dt. Kernreaktor) bezeichnete 200 kWe Version als Teil des Raumschiffs beschrieben. So wird mit 8 Mrd. Rubel( ca. € 89 Millionen) der Preis für ein TEM der 200 kWe Klasse genannt. Die Masse soll 14 t betragen und die Kühlfläche 400 m
2. Das Reaktorgehäuse soll aus Monokristallinen Molybdän sein. Dieses soll im Betrieb(ca. 1200-1600°C) Orange glühen, wie in der CGI Animation dargestellt.
In den letzten Jahren gab es eine Reihe von Auszeichnungen und Patente zum TEM. So z.B. für die Entwicklung einer Zentripetalturbine
[3,4], diese ist eine Radial Turbine kleiner Größe für hohe Temperaturen und hohe Drehzahlen. Die Turbine ermöglicht den hohe effizienten Brayton Kreisprozess( mit He & Xe Kühlgas) für die Energieumwandlung zu nutzen. Damit ist diese Turbine eine der Schlüssel Technologien und muss Jahrelang störungsfrei bei hohen Belastungen arbeiten.
Dann wäre da noch die biegsamen Leitungen
[7] für die Kühlpaneele Scharniere
(siehe Abb.2).
Die nächste Schlüsseltechnologie sind die Ultra-Leichtbau Kühlpaneele
[5,6], diese sind eine der größten technischen Hürden. Um die nötige Kühlfläche zu erreichen wurden Metallkühlleitungen/Rohre mit einem Kohlefaserpaneel
(siehe Abb.3) verbunden. Kohlefaser hat bei geringen Dichte eine hohe Wärmeabstrahlung, hohe Wärmeleitfähigkeit und ein breites Arbeits-Temperaturspektrum(0-2000°C) hat. Dies alleine reichte aber nicht für die benötigte Kühlleistung und so wurde eine spezielle dreischichtige Beschichtung
[6] für die Kohlefaserpaneele entwickelt. Im Beitrag
#193(siehe Abb.4) sind die Paneele gut zu erkennen.
Dann wären da noch die Triebwerke, welche wahrscheinlich wie im Beitrag
#196 schon berichtet auf den "ID-300W" Ionen Triebwerken von Keldysh Institut basieren. Diese als "ID-WM" bezeichneten Ionen Triebwerke sollen eine Leistung von 32 kW haben und 725 mN Schub bei einem ISP von 7000s. Ob beim "Nuklon" ein Cluster dieser oder andre Triebwerke benutzt werden bleibt offen, auf dem 200 kWe TEM kann man die vier Ionen Triebwerke gut erkennen, sowie kleineren Elektrische Triebwerken zur Lageregelung. Alternative für "Nuklon" oder ein größeren TEM könnten
Plasma-Elektrostrahltriebwerk( ähnlich wie VASIMR) werden.
Edit: Ich empfehle ein Blick auf eine
Rosatom Präsentation von 2009 zu TEM zu werfen, dort wurde auf viele Details eingegangen. Von der Finanzierung, über das Reaktor Design(Schneller Brüter mit U238) zu Kühlkreislauf Schemas. Einige Details haben sich geändert aber das Projekt TEM ist erkennbar.
Abb.2 Kühlflächen Scharnier mit biegsamer Kühlleitung - Credits: edrid.ru
Abb.3 NASA Darstellung(2014) der Kohlefaserpaneele zu Anschauung der ähnlichen Lösung von Roscosmos(2010) - Credits: NASAQuellen:
1. https://tass.ru/kosmos/9467473 - Aussagen von Alexander Bloshenko (Roscosmos Executive Director für innovative Programme) zum TEM bzw. Nukoln
2. https://elibrary.ru/item.asp?id=42994915 - Paper/Vorschlag vom Keldysh Institut zu einer Mars Expedition um 2033
3. http://innovexpo.ru/2018/cat_11.htm - Erwähnung der Auszeichnung zu innovativen Zentripetalturbine
4. https://edrid.ru/rid/217.015.abac.html - Patent zur Zentripetalturbine
5. https://cyberleninka.ru/article/n/issledovanie-vozmozhnosti-ispolzovaniya-uglerodnogo-materiala-v-konstruktsii-holodilnika-izluchatelya-kosmicheskogo-apparata/viewer - Paper zu Kühlpaneel
6. https://cyberleninka.ru/article/n/issledovaniya-teplovyh-rezhimov-radiatsionnyh-izluchateley-kosmicheskih-apparatov-pri-vozdeystvii-meteornyh-potokov/viewer - Paper zu Kühlpaneel
7. https://edrid.ru/en/rid/220.017.fef5.html - Patent zum Kühlpaneel
8. "Kosmischer Mittwoch" mit TEM Beitrag