Главный конструктор росатома ромадова

Обновлено: 04.05.2024

Покорение космоса и освоение дальних планет — мечта человечества. Исполнить ее вряд ли удастся без атомных технологий. О том, как эффективно использовать атом в космосе, какими должны быть мощность и стартовая масса ракеты для полета на Марс, о принципах работы ядерных ракетных двигателей и перспективных космических проектах Росатома рассказывает заместитель главного конструктора НИКИЭТа Елена Ромадова.

Автор: Ирина Сухарева

Сегодняшняя тема — космическая ядерная энергетика. Мы поговорим о принципах работы ядерных космических установок, об истории их создания, о современных разработках в этой области и о перспективах развития космической энергетики.

Практическое освоение космоса началось 4 октября 1957 года с запуска первого в мире искусственного спутника Земли на околоземную орбиту. В этом году мы будем отмечать 60 лет этого знаменательного события. С того момента космонавтика начала развиваться стремительными темпами: первый полет Ю. А. Гагарина в космос, первый выход человека в открытый космос, высадка человека на Луну, первая стыковка в космосе, высадка космических аппаратов на поверхность других планет, многолетняя эксплуатация орбитальных станций и так далее.

глобальная спутниковая связь и телевещание;
высокоточная космическая навигация, метео- и экологический мониторинг;
дистанционное зондирование Земли с целью изучения природных ресурсов, картографии;
фундаментальные космические исследования;
пилотируемые полеты на долговременных орбитальных станциях с выполнением программы научно-прикладных исследований.

И связано это прежде всего с тем, что возможности наращивания энергетики космического применения на старых принципах практически исчерпаны. Поэтому для решения более энергоемких задач в космосе необходимо создание мощной энергетики, и прежде всего за счет использования ядерной энергии.

энергетика для обеспечения движения космического аппарата;
энергетика для электрообеспечения бортовой аппаратуры и полезной нагрузки.

Елена Леонардовна Ромадова окончила МВТУ им. Н. Э. Баумана по специальности «Ядерные энергетические установки» в 1984 году. Ее специализация — «Космические ядерные энергетические установки».

После учебы первым местом работы Е. Ромадовой стал НИИАР в Димитровграде, где она занималась научно-техническими разработками в области быстрых натриевых реакторов (БН‑600).

Работала как на экспериментальных стендах, так и на исследовательском реакторе БОР‑60. В 1997 году защитила кандидатскую диссертацию.

С 1999 года Е. Ромадова работает в НИКИЭТе. Сегодня она занимает должность заместителя главного конструктора космических ядерных энергоустановок.

Увлекается музыкой, живописью, спортом (большой теннис, горные лыжи, фитнес, яхтинг.) Недавно получила международный сертификат яхтенного капитана.

О видах ракетных двигателей
Для обеспечения движения космических аппаратов используются реактивные ракетные двигатели. По назначению они подразделяются на основные и вспомогательные.

Основные ракетные двигатели обеспечивают разгон ракет-носителей и космических аппаратов до требуемых скоростей полета, перевод космического аппарата с орбиты искусственного спутника Земли на траекторию полета к другим планетам, посадку на планету и так далее. Вспомогательные двигатели используются для управления полетом ракеты и космического аппарата, ориентации и стабилизации космического аппарата, разделения частей ракеты-носителя и других операций.

Но независимо от назначения принцип работы любого ракетного двигателя заключается в преобразовании определенного вида энергии в кинетическую энергию. В зависимости от типа преобразуемой энергии практически все ракетные двигатели подразделяются на тепловые и электрические.

В настоящее время наибольшее распространение получили химические двигатели. Этот тип двигателей на сегодняшний день — единственный, который массово используется для выведения в открытый космос космических аппаратов. По сути эти двигатели являются двигателями внутреннего сгорания. Рабочее тело в них — горячий газ, образующийся при реакции горючего с окислителем в камере сгорания. Продукты химической реакции из камеры сгорания попадают в сопло Лаваля, обеспечивающее максимальное преобразование тепловой энергии в кинетическую. Химические ракетные двигатели делятся на жидкостные, твердотопливные и комбинированные, в зависимости от агрегатного состояния ракетного топлива.

Ядерные ракетные двигатели (ЯРД) относятся к тепловым. Они используют энергию деления или синтеза ядер для создания реактивной тяги.

Сегодня мы не будем рассматривать ядерные ракетные двигатели, основанные на синтезе ядер, потому что это дело далекого будущего. Пока в этой области разрабатываются только проекты. Зато уже доказано, что ядерные ракетные двигатели, принцип работы которых основан на реакции деления урана, создавать и использовать можно.

Существуют различные ЯРД: твердофазные, жидкофазные и газофазные, соответственно агрегатному состоянию ядерного топлива в активной зоне реактора.

Второй тип двигателей — это электрические ракетные двигатели. Их принцип работы основан на преобразовании электрической энергии в направленную кинетическую энергию частиц. Однако такому двигателю необходим внешний источник электроэнергии.

Такие двигатели уже опробованы в космосе. Ведутся работы по значительному улучшению их характеристик.

Как же определить, какой из двигателей лучше? На первый взгляд кажется: чем двигатель мощнее, то есть чем больше его тяга, тем он лучше. Однако на практике все гораздо сложнее. Один из важнейших параметров, характеризующий эффективность и экономичность двигателя, — это его удельный импульс.

Удельный импульс — это количество секунд, которое данный двигатель проработает на одном килограмме топлива, создавая тягу в 1 ньютон. То есть чем больше удельный импульс, тем меньше расход рабочего тела и, следовательно, стартовая масса корабля, что становится особенно важным при осуществлении экспедиций к дальним планетам.

Так, химические ракетные двигатели, в частности современные жидкостные, имеют удельный импульс около 450 секунд. И это практически их предел, обусловленный законами физики. Зато их тяга составляет сотни тонн, поэтому никакая другая техника не в состоянии более надежно и экономично поднять груз с Земли и вывести его на околоземную орбиту.

Но для полетов к звездам и другим галактикам, для осуществления пилотируемой экспедиции на Марс ЖРД, конечно, не оптимальны. Для этих задач нужны значительно бо́льшие значения удельного импульса — тысячи секунд.

И здесь безусловными лидерами являются электрические ракетные двигатели, у которых уже сейчас достигнут импульс порядка 1500–4000 секунд. Результаты разработок ЭРД в мире, в том числе наших коллег из Центра Келдыша, убедительно доказывают, что удельный импульс порядка 7000–10 000 секунд реально достижим, и это именно тот импульс, который нужен для покорения дальнего космоса.

Однако специфика ЭРД — относительно малая тяга, величина которой непосредственно зависит от располагаемой на борту космического аппарата электрической мощности. Увеличение тяги ЭРД потребует соответственного увеличения мощности бортовых источников энергии. Его можно достичь с помощью либо солнечных, либо ядерных энергетических установок. Но если говорить о полетах в другие галактики, надо помнить, что Солнца там уже нет. Поэтому ядерная энергетика становится безальтернативной.

Промежуточное место по тяге и импульсу занимают ядерные ракетные двигатели. Их импульс примерно вдвое превышает импульс химических двигателей, и в промежуточном значении находится тяга.

В книге «Пилотируемый полет на Марс», выпущенной Академией космонавтики, сравниваются различные варианты осуществления пилотируемой марсианской экспедиции: с помощью ядерных и электрических ракетных двигателей. Оба варианта имеют право на существование, но сегодня общепризнанно, что наиболее перспективны все-таки электрические ракетные двигатели, при условии наличия большой электроэнергии для их питания.

Если мощность источника энергии для питания электрических ракетных двигателей составит 15 МВт, то длительность полета туда и обратно с пребыванием космонавтов на планете Марс порядка 30 дней составит 734 суток, то есть почти два года. При этом стартовая масса корабля будет всего 300 тонн. Это очень хороший показатель. Если мощность будет 50 МВт, то лететь придется чуть меньше года, 328 дней, зато стартовая масса корабля увеличится до 700 тонн. Стоило бы найти оптимальное соотношение стартовой массы, мощности и длительности полета. Но в любом случае, как я уже говорила, для осуществления дальних полетов ядерная энергетика необходима.

Бортовые системы управления для всех перечисленных спутников разработало МОКБ «Марс», входящее в «Росатом».

Экспресс-МД

Освоение космоса начинается не на космодроме, а в институтах, лабораториях, на опытных производствах. Здесь только несколько примеров сотрудничества нашей отрасли и космической.

Как сегодня развивается область знаний, занимающаяся движением космических аппаратов, рассказывает главный конструктор космических ядерных установок НИКИЭТ Елена Ромадова.

Для чего советской и американской разведке понадобились атомные реакторы, какие перспективы у них на Луне и зачем Илон Маск собрался в Калугу?

В декабре 2017 года в состав «Росатома» вошло МОКБ «Марс» — разработчик бортовых систем автоматического управления и навигации летательных аппаратов. Публикуем топ-пять «марсианских» направлений работы.

Первый из четырех аппаратов высокоэллиптической гидрометеорологической космической системы «Арктика-М» был запущен с космодрома Байконур 28 февраля 2021 года.

Ко Дню космонавтики научный руководитель МОКБ «Марс» Владимир Соколов рассказал, как приземляли «Буран», почему у бюро большие планы на «Ангару» и что можно предложить против астероидной угрозы. А заодно вспомнил, как в суровые 1990‑е ученые разрабатывали системы для сортировки картофеля.

КазСат-1/КазСат-2

Спектр-Р

Назначение: исследование астрономических объектов в радиодиапазоне электромагнитного спектра. Радиотелескоп «Спектра-Р» занесен в Книгу рекордов Гиннесса: он позволил получить самое высокое угловое разрешение за всю историю астрономии — 7 микросекунд дуги.

С помощью «Спектр-Р»
• Получено первое изображение быстропеременной активной галактики.
• Обнаружено сильное рассеяние радиоизлучения межзвездной плазмой.
• Измерена ширина начала релятивистской струи — примерно один световой год. Эта информация используется для проработки моделей формирования релятивистских струй.

60 лет назад, после полета Гагарина, воодушевление открывшимися космическими перспективами было колоссальным. Казалось, еще немного — и земляне доберутся до Луны, Марса и Венеры, а может, и куда подальше. Какие из мечтаний сбылись, а какие нет и почему?

40-летний инженер-электроник МОКБ «Марс» считает, что фамилия повлияла на его судьбу, и стоически переживает шутки и казусы, связанные с тем, что он полный тезка космонавта Юрия Алексеевича Гагарина.

Кто поднял «Бурю», как «Буран» нашел путь домой и возможно ли обновить программное обеспечение на борту спутника прямо на орбите? Мы выбрали пять показательных фактов о МОКБ «Марс».

Мы узнали у трех специалистов «Марса», как правильно «поджаривать» на Солнце разгонный блок при выведении космических аппаратов, почему перенеслась вторая миссия «ЭкзоМарса» и чем новая «Арктика-М» отличается от других.

Спектр-РГ

Назначение: составление подробной карты Вселенной в рентгеновском диапазоне. Телескоп ART-XC работает в жестком рентгеновском излучении, eROSITA — в мягком. Уже составлены две карты звездного неба. Ожидаемые результаты: обнаружение около 100 тыс. массивных скоплений, около 3 млн сверхмассивных черных дыр в ядрах галактик, сотен тысяч звезд с активными коронами и аккрецирующих белых карликов, десятков тысяч звездообразующих галактик и многих других объектов, а также детальное исследование свойств горячей межзвездной и межгалактической плазмы.

Электро-Л

Запуск: «Электро-Л» № 1 — 20 января 2011 года, «Электро-Л» № 2 — 11 декабря 2015 года, «Электро-Л» № 3 — 24 декабря 2019 года

Многие разработки, некогда бывшие частью космической программы, спустя годы спустились на Землю и стали важной частью нашей жизни. Мы выбрали пять любопытных примеров.

Всего 10 лет, с 1956 по 1966 год, Сергей Королев занимался космической программой СССР. Но успел сделать больше, чем кто-либо до и после него: на МКС до сих пор летают на королевских «Союзах». В чем феномен этого человека как управленца?

Дуглас Адамс в книге «Автостопом по Галактике» писал: «Космос велик. Он просто огромен. Вы не поверите, насколько умопомрачительно он громаден». Надеемся, что с нашей подборкой он станет ближе и понятнее. Заодно и музыку хорошую послушаете.

Как сегодня развивается область знаний, занимающаяся движением космических аппаратов, когда главный конструктор космических ядерных установок НИКИЭТ заинтересовалась космосом и чему она учит молодых коллег, Елена Ромадова рассказала в интервью «СР». Советы всем, кому интересен богатый опыт, — бонусом.

— Елена Леонардовна, откуда у вас интерес к космосу?

— Я родилась в период между запуском первого спутника и первым полетом человека в космос. Это время было окрашено романтикой космических путешествий. Как и большинство советских детей, я зачитывалась фантастическими романами и следила за полетами всех наших космонавтов. Но связывать свою будущую профессию с космосом не планировала. До пятого класса хотела быть театральным режиссером. А потом на летних каникулах мы поехали с родителями на Черное море. И в один дождливый день, меня, 10-летнюю девочку, пригласили к себе в палатку два физика: один — из Курчатовского института, второй — с кафедры Э-8 «Плазменные энергетические установки» МВТУ имени Н.Э. Баумана. Оба — соратники Льва Андреевича Арцимовича, основоположника физики плазмы и управляемого термоядерного синтеза. Они мне открыли интереснейший мир науки и техники, рассказав о «проблеме №1» на тот период — создании термоядерного реактора. Так я загорелась физикой. Театр был забыт. Я закончила физико-математический класс с мечтой поступить в МВТУ им. Баумана.

— Поступили?

— Не сразу. По семейным обстоятельствам я начала учебу в другом институте, а в МВТУ перевелась на второй курс. При переводе принимали только на кафедру Э-7 «Ядерные энергетические установки», причем именно в группу по специализации «космические ядерные установки». Руководителем проектов у меня стал Борис Иванович Каторгин — выдающийся ученый и конструктор, ныне академик РАН, лауреат премии «Глобальная энергия». Он ввел меня в разработку ядерных ракетных двигателей (ЯРД). Это была очень красивая идея, воплощенная в конструкции, которая существовала не только в виде чертежей, но и прошла комплекс наземных испытаний в рамках советской программы ЯРД. Я всерьез увлеклась этой темой. И до настоящего времени она является одной из приоритетных в моей жизни.

— Как вы оказались в НИКИЭТ?

— После окончания института меня распределили в НИИАР, где в течение 15 лет я набиралась практического опыта конструирования, изготовления и испытаний изделий для атомной отрасли. Именно в НИИАР прошло мое становление как конструктора. Занималась созданием устройств для повышения безопасности быстрых натриевых реакторов. Там же защитила кандидатскую диссертацию. Начала сотрудничать с РКК «Энергия» по разработке и изготовлению литиевого петлевого канала для испытаний сепаратора термоэмиссионной ядерной энергетической установки.

Еще будучи сотрудником НИИАР, я вошла в состав межведомственной рабочей группы по проектированию космических ядерных энергетических установок (ЯЭУ). В эту рабочую группу входили разработчики разных типов ЯЭУ: с прямым и с турбомашинным преобразованием энергии, разработчики ядерного ракетного двигателя (специалисты РКК «Энергия», КБХА, НИКИЭТ, «Красной Звезды», ФЭИ, НПО «Луч», Курчатовского института).

Так как я исторически тяготела к разработке ядерного ракетного двигателя, главным конструктором которого в то время был НИКИЭТ, в 1999-м я перевелась из НИИАР в НИКИЭТ и начала работать под руководством главного конструктора космических ЯЭУ Владимира Петровича Сметанникова и начальника отдела Вячеслава Дмитриевича Колганова. В НИКИЭТ прошла путь от старшего научного сотрудника до директора отделения — главного конструктора космических ЯЭУ.

— Кто были вашими учителями в космической тематике?

— Их много. Некоторых я уже назвала — Каторгин, Сметанников, Колганов. А также Владимир Иванович Солонин, который, когда я училась, был заместителем завкафедры Э-7. Возглавлял ее тогда Николай Антонович Доллежаль. В НИИАР моими учителями стали главный инженер реактора БОР-60 Анатолий Семенович Корольков, главный инженер БН-600 Николай Николаевич Ошканов. А начальники стендов Виктор Тихонович Комаров, Александр Михайлович Малышев и профессионалы высочайшего уровня рабочих специальностей научили меня «любить и понимать железо». Без этих качеств невозможно стать настоящим конструктором. Я вообще учусь всю жизнь. Каждый неординарный человек и профессионал своего дела внес свою лепту в становление меня как конструктора. Хочется отметить Владимира Александровича Шишкина, Анатолия Сазоновича Коротеева, Николая Николаевича Пономарева-Степного, Юрия Григорьевича Драгунова, Евгения Константиновича Дьякова, Юрия Ивановича Орлова, Федора Алексеевича Козлова и многих-многих других.

— Какими научными темами интересуетесь? За работами каких ученых следите?

— Внимательно слежу за работами в области технологии создания высокотемпературных материалов. При создании космических ЯЭУ одним из актуальнейших вопросов является создание изделий, работающих при очень высоких температурах. Например, температура газа на входе в турбину составляет 1500 К. Пока это проблема. Очень интересны работы в этой области АО «Композит», возглавляемые главным металлургом Виктором Николаевичем Бутримом.

Еще одно интересное направление — аддитивные технологии. Но применительно к разрабатываемым нами изделиям мы еще находимся на начальном пути. Естественно, слежу за разработкой высокотемпературных топливных композиций, за результатами испытаний турбокомпрессоров – генераторов.

— А вы сами кого и чему учите?

— Я научный руководитель нескольких молодых инженеров – конструкторов. Сейчас в моем подчинении находятся четыре отдела, которые возглавляют перспективные ребята. Учу конструкторов прежде всего думать. Относиться к конструкции, как композитор к своей музыке или художник к своей картине. Конструкция становится «красивой», когда ее можно изготовить и она будет работоспособна в соответствии с теми требованиями, которые к ней были предъявлены. Не люблю фэнтези ради отчетности, не терплю тупости и посредственности.

— В каких направлениях сейчас развивается изучение движения космических аппаратов?

— Для исследования планет Солнечной системы в настоящее время рассматривается линейка ракетных двигателей. Ядерная энергетика в этой линейке может быть использована только для двух типов двигателей. Это ядерные ракетные двигатели и электроракетные двигатели. В ядерных ракетных двигателях рабочее тело (водород) нагревается в активной зоне реактора и выбрасывается через сопло, создавая реактивную тягу. Такие двигатели интересны прежде всего для осуществления полета на Марс. В настоящее время рассматриваются твердофазные ядерные ракетные двигатели, экспериментальное исследование которых проводилось в США и СССР в 1950–1980 годы.

Для осуществления лунной программы рассматриваются электроракетные двигатели, источником электроэнергии для которых могут служить ядерные энергетические установки. В настоящее время под руководством «Росатома» НИКИЭТ как главный конструктор занимается разработкой ЯЭУ двух типов ─ с прямым и турбомашинным способом преобразования энергии. На базе таких установок также могут быть созданы напланетные станции для энергообеспечения лунной базы. Научным руководителем проектов традиционно является НИЦ «Курчатовский институт».

— Как вы структурируете свое время, чтобы все успевать?

— Времени катастрофически не хватает. Каждое утро я начинаю с разработки плана работ на день. Для расстановки приоритетов использую матрицу Эйзенхауэра с разделением задач на срочные и важные, не срочные и важные, срочные и не важные, не срочные и не важные. Далее участвую в оперативках с руководством, провожу оперативки с подчиненными. Стараюсь работать, придерживаясь составленного плана с учетом корректив, которые вносит рабочий процесс. Вечером работаю с почтой.

Чтобы все успевать, стараюсь заниматься спортом. Спорт для меня как зарядное устройство. Люблю горные лыжи, яхтинг. По возможности пытаюсь не забывать теннис и фитнес. Кроме спорта иногда рисую, немного играю на гитаре и фортепиано. По-прежнему люблю театр.

— Дайте несколько советов, которые помогут молодым сотрудникам в работе и жизни.

— Конструктор должен не только уметь чертить, но и глубоко разбираться в физике, теплофизике, динамике, вопросах материаловедения и прочности, алгоритмах управления работы создаваемой им установки.

Конструктор — это созидатель. Он должен сопровождать создаваемое им изделие на всех этапах жизненного цикла: проектирование, изготовление, испытания, функционирование в заданных условиях. Нет большего счастья для конструктора, чем увидеть свою разработку в работающем «железе».

Учитесь: читайте, общайтесь с коллегами и представителями смежных профессий, участвуйте в семинарах и конференциях. Повышайте свою квалификацию и защищайте диссертации.

Не замыкайтесь на работе. Любите жизнь во всех ее проявлениях. Увлечения, хобби сделают вашу жизнь богаче и прекраснее.

— Какая метафора была бы квинтэссенцией вашей работы?

— Вместо метафоры я лучше приведу цитату из выступления Николая Доллежаля на 20-летии кафедры Э-7: «В наше время одной из наиболее творческих профессий является инженерно-конструкторская. Роль конструктора не только в том, что он создает новые машины, приборы. Конструктор первый наталкивается на пробелы в науке, он первый обнаруживает необходимость постановки научного исследования или эксперимента. Именно конструктор может сформулировать цель исследования, экономически обосновать его необходимость. Это обязывает конструктора, инженера постоянно совершенствовать свои знания, расширять свой научный кругозор. Сегодня это крайне необходимо». Комментарии здесь излишни. Так работали, работаем и будем работать.

Россия отмечает День работника атомной промышленности. Сегодня в отрасли трудится более 300 тысяч человек. Работы ведутся в самых разных направлениях: от энергетики до медицины. О применении мирного атома в космической области, "России-24" рассказала замгенконструктора ОАО "НИКИЭТ" Елена Ромадова.

Главный конструктор росатома ромадова

Экспресс-МД

КазСат-1/КазСат-2

Спектр-Р

Спектр-РГ

Электро-Л

Смотрим

Наталья Пшеничная: в случае пандемии оспы обезьян локдауна не будет

Виталий Игнатьев: объединить Молдову и Приднестровье невозможно

Марат Хуснуллин: ипотека вряд ли повлияет на увеличение стоимости жилья

Михаил Галузин: японский бизнес все еще заинтересован в развитии связей с Россией

Дмитрий Полянский: украинский постпред ничем не удивил Совбез ООН

Норвегия не пропускает грузы для российских специалистов на Шпицбергене

Савельев: безопасность в авиации – безусловный приоритет, опасаться не стоит

Мэр Донецка: есть программа восстановления города, работу будет проводить Москва

Новые серии

Глава IV

Глава III

Глава II

Глава I

Сезон охоты

Два сердца

Красота требует жертв

Воровка

Популярное видео

Евросоюз не готов к последствиям санкций. Эфир от 22.06.2022

"В глазах – слезы": памяти Юрия Шатунова. Трейлер

Юрий Шатунов: биография, похожая на сказку

Умер Пьер Нарцисс

Рухнула линия обороны ВСУ к югу от Лисичанска. Эфир от 23.06.2022 (17:30)

Юрий Шатунов умер по дороге в больницу

Юрий Шатунов раскрыл причину ухода из "Ласкового мая"

Глава I