El remolcador espacial nuclear TEM de Rusia sigue adelante

Por Daniel Marín, el 14 septiembre, 2020. Categoría(s): Astronáutica • Cohetes • Rusia ✎ 177

Rusia lleva más de una década intentando sacar adelante una nave de propulsión nuclear. El objetivo es disponer de un reactor nuclear espacial compacto capaz de suministrar energía a los sistemas de un satélite. El país tiene una amplia experiencia en este campo, pues recordemos que la Unión Soviética lanzó 34 reactores nucleares al espacio, la mayoría de los cuales sigue en órbita y allí permanecerán durante décadas o siglos. Pero renovar la tecnología de la época soviética no ha resultado fácil, ni barato. Después de más de diez años de desarrollo todavía no se ha lanzado ninguna nave nuclear de nueva generación. Pero hay novedades, porque han aparecido las primeras imágenes de la estructura del vehículo siendo montada en las instalaciones de la empresa KB Arsenal.

Parte de la estructura del TEM con los radiadores siendo montada en las instalaciones de KB Arsenal (Nóvosti Kosmonavtiki).

Ahora bien, ¿en qué proyecto se va a emplear este reactor nuclear espacial? Cuando en 2009 se reanudó oficialmente el programa de reactores espaciales, la principal aplicación era desarrollar un remolcador nuclear. Es decir, un satélite no tripulado que usase la electricidad generada por un reactor nuclear de un megavatio para alimentar motores iónicos o de plasma, o sea, es lo que se llama propulsión nuclear eléctrica, en inglés NEP (Nuclear Electric Propulsion) o en ruso YaEDU (Yádernaia EnergoDvígatelnaia Ustanovka). El remolcador, que incluye el reactor y los sistemas necesarios para su control y creación de electricidad, los readiadores y los motores iónicos, se denominó de forma genérica TEM (Transportno-Energeticheski Modul, ‘Módulo de energía y transporte’). Este remolcador TEM serviría en una primera fase para llevar satélites desde la órbita baja hasta la órbita geoestacionaria —lo que permitiría usar lanzadores más pequeños para los satélites, con el consiguiente ahorro en costes— y, en una fase posterior, como remolcador para misiones lunares e, incluso, interplanetarias. En el proyecto participaban la agencia espacial Roscosmos, la agencia rusa de energía atómica Rosatom, el Centro de Investigación Keldysh y la empresa RKK Energía. El proyecto TEM sería oficialmente aprobado en 2010 y en 2012 se finalizó el diseño general del reactor.

Proyecto original de remolcador nuclear pesado de RKK Energía de 2009 (RKK Energía).
El proyecto de remolcador nuclear TEM en 2012 (RKK Energía).

El módulo TEM de 2012 tenía una masa de 20,3 toneladas y empleaba turbinas a gas para generar electricidad, una tecnología mucho más novedosa y potente, pero también más compleja, que los reactores termoiónicos de época soviética. Por entonces el primer lanzamiento de un reactor prototipo estaba previsto para 201 y el primer satélite experimental equipado con él debía despegar en 2025. Pero estos planes de remolcadores orbitales no fructificaron y pronto se dejó de hablar de ellos. La empresa RKK Energía, fabricante de las naves Soyuz y Progress, retiró su participación después de haber sido uno de los actores principales de la iniciativa. El proyecto de remolcador TEM parecía haber perdido su principal aplicación y todo apuntaba a que pronto desaparecería.

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Diseño del reactor nuclear espacial de 2012 con turbinas a gas (Rosatom).

Sin embargo, en 2015 aparecieron pruebas de otro proyecto espacial, esta vez militar, que hacía uso de reactores nucleares: un satélite de guerra electrónica fabricado por KB Arsenal. KB Arsenal sabe muy bien qué es un reactor nuclear espacial porque en los tiempos de la URSS participó en la construcción de los satélites US-A y Plazma-A dotados de reactores nucleares Buk (BES-5) y Topaz. La mayoría de los 34 reactores nucleares lanzados por la URSS eran del tipo Buk y viajaron a bordo de satélites US-A (17F16), destinados a buscar mediante radar los buques estadounidenses —especialmente los grupos de portaviones— en medio del océano (los satélites estaban situados en una órbita relativamente baja para poder aumentar su resolución, por lo que si hubiesen estado dotados de paneles solares, estos habrían generado un fuerte rozamiento con la alta atmósfera). Más adelante, a finales del siglo XX, KB Arsenal trabajó en el proyecto Plazma 2010 para desarrollar una plataforma dotada de un reactor nuclear termoiónico con una potencia de hasta 100 kilovatios. No se supo nada más de este proyecto hasta 2014, cuando KB Arsenal propuso el uso de reactores nucleares para varios satélites de investigación que usarían el sistema de energía nuclear Plazma 2010 (UKP-YaEU).

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Primera aparición en 2016 del posible diseño del satélite de guerra electrónica Ekipazh de KB Arsenal (Izvestia).

La aparición de los planes de satélites militares nucleares de KB Arsenal causaron confusión porque esta empresa no había participado en los planes de remolcadores orbitales. ¿Tenía alguna relación este proyecto con el remolcador TEM? La respuesta es que actualmente hay en marcha un proyecto de reactor nuclear espacial civil liderado por Roscosmos y Rosatom, el TEM, y otro militar a cargo del Ministerio de Defensa. Pero en ambos KB Arsenal es la empresa encargada de fabricar la mayor parte del vehículo, de ahí la confusión. El experto en el programa espacial ruso Bart Hendrickx ha desvelado que el proyecto militar de KB Arsenal se inició en 2014 y que actualmente está siendo desarrollado bajo el nombre secreto de Ekipazh (14F350). Todos los indicios apuntan a que los satélites militares Ekipazh usarán un reactor más pequeño basado en el proyecto de reactor termoiónico Plazma 2010, a diferencia del reactor con turbinas a base de gas del TEM. De hecho, los militares parece que se conformarían con reactores menos potentes que el TEM de un megavatio para Ekipazh (los reactores termoiónicos tendrían entre 30 y 100 kilovatios de potencia). El objetivo de Ekipazh es obviamente alto secreto, pero podría servir para interferir desde la órbita las señales de comunicaciones del enemigo en un área determinada. No obstante, otros rumores apuntan a que TEM también podría tener aplicaciones militares. Si esto es cierto, Ekipazh sería más bien una especie de «aperitivo» que un primo lejano.

Maqueta del remolcador TEM que apareció en el festival MAKS 2019 (https://vsatman888.livejournal.com/254956.html).
El TEM en configuración de lanzamiento (KB Arsenal).
Detalle del mástil central y el despliegue en órbita (KB Arsenal).
Módulo propulsivo del TEM con los motores eléctricos (KB Arsenal).
El TEM desplegado en el espacio (KB Arsenal).

La aparición de Ekipazh hizo pensar a algunos que el proyecto TEM había sido aparcado o abandonado, pero en el festival MAKS 2019 de Moscú se pudo ver una maqueta del remolcador TEM de Roscosmos con el reactor de un megavatio. ¿Hasta qué punto esta maqueta era real? Era casi imposible saberlo, hasta que el 12 de septiembre de 2020 un usuario anónimo decidió filtrar unas imágenes de KB Arsenal en el foro Nóvosti Kosmonavtiki, fotografías que aparentemente se tomaron de una presentación a puerta cerrada que tuvo lugar en el festival militar Army-2020, celebrado en Rusia en julio de 2019. Sin ninguna información adicional, es difícil juzgar qué estamos viendo, pero todo indica que se trata de un prototipo del TEM civil con un reactor de un megavatio (no creo que nadie en su sano juicio se atreva a postear imágenes Ekipazh en un foro público teniendo en cuenta que es un proyecto altamente secreto; y tampoco creo que KB Arsenal lleve a cabo presentaciones de proyectos clasificados en festivales internacionales). Además, estas fotografías coinciden con los vídeos de una presentación del TEM que se han publicado recientemente. Las imágenes son las siguientes:

La viga central con los radiadores (Nóvosti Kosmonavtiki).
Viga central del TEM (Nóvosti Kosmonavtiki).
Un elemento del TEM (Nóvosti Kosmonavtiki).
Radiadores del TEM (Nóvosti Kosmonavtiki).
Otros elementos de la estructura del TEM (Nóvosti Kosmonavtiki).
Imagen CGI del TEM en la que aparecen señalados varios elementos (reactor, radiadores, etc.) (Nóvosti Kosmonavtiki).

Las imágenes demuestran que el proyecto TEM sigue vivito y coleando, aunque es difícil juzgar en qué estado real se encuentra. Por el momento, Roscosmos declaró a principios de año que el primer vuelo del TEM no tendrá lugar hasta 2030. Pero lo sorprendente es que Rusia parece mantener no uno, sino dos programas de satélites con reactores nucleares en estos momentos: el programa civil TEM y el militar Ekipazh. ¿Podrá el país sacar adelante estos proyectos al mismo tiempo?

Referencias:

  • https://forum.novosti-kosmonavtiki.ru/index.php?topic=11908.10280
  • https://www.thespacereview.com/article/3809/1
  • https://vsatman888.livejournal.com/254956.html
  • http://www.assemblingonspace.ru/2017/10/28/atomnye-energeticheskie-moduli/
  • https://topwar.ru/162109-tjem-na-maks-2019-novyj-maket-perspektivnogo-obrazca.html
  • https://ria.ru/20190827/1557943286.html


177 Comentarios

  1. No se habla del tema de las estructuras de enganche o captura. Al fin y al cabo, la gracia de un remolcador está en que remolque algo… imagino que la mayor parte de las cargas serán «cooperativas», es decir, que incluirán estructuras de enganche compatibles. Y, para el caso de que las cargas «no cooperativas» imagino que podrán ser capturadas con redes, pinzas o artilugios similares.

    Una cosa que siempre me llama la atención en ingeniería espacial es el prácticamente nulo uso que se hace de algo tan habitual como los cables. Aparte de algunos experimentos anecdóticos ( para obtener energía de diferencias de potencial y cosas así ), apenas se ven otros cables que no sean los umbilicales en EVAs. Pero nunca como elementos estructurales o de tracción. Por supuesto que no va a ser tan fácil como enganchar un cable entre el remolcador y la carga y ponerse a acelerar. El espacio nunca es sencillo. Pero tampoco parece que sea tan complicado. Imagino q todo llegará, y es lógico q la industria espacial sea tan conservadora.

  2. Ahora que me fijo, en el diseño de este «remolcador» hay un detalle que me escama.
    En la parte posterior los motores, bien.
    En la parte delantera el reactor nuclear, bien.
    Esto… ¿Lo que hay que remolcar dónde va?

      1. Bueno, la analogía es pasable. Pero…

        Diseñar un camión no parece tan complicado ( ojo, yo no he diseñado ninguno ), es un desarrollo lógico de los vehículos de transporte personal. Y llevamos muchos siglos usando carretas de tracción animal.

        Pero aquí estamos hablando de una ruptura. Estamos hablando de los primeros vehículos realmente espaciales, destinados a pasar toda su vida operativa llevando cosas de acá para allá. Libres de las restricciones impuestas por la atmósfera. Y a eso hay que sumar la aplicación a gran escala de sistemas de propulsión que hasta ahora solo se usaban para cargas muy pequeñas, y de una fuente de energía que nunca se ha usado para propulsión. Todo ello bastante novedoso.

        Volviendo a la analogía, la industria del transporte mueve una masa enorme todos los días, pero la mayor parte del transporte a larga distancia es en contenedores estándar – de 40/20 pies – que llevan usándose sin cambiar un milímetro desde hace más de medio siglo. A los que sólo hace falta poner una plataforma con ruedas debajo y una cabeza tractora delante para moverlos por tierra. O encajar muchos en transportes marítimos altamente especializados. Además, la gravedad es muy buena para sujetar las cargas, y permite usar fricción y viscosidad para mantenerlas quietecitas.

        Esto es otra cosa. Las objetos a transportar van a ser mucho más variados, por lo menos al principo. Por eso pienso que, desde ya, se está pensando en cómo se van a sujetar esos objetos a un transporte diseñado ex-profeso para ello. Objetos que muchas veces serán complejos, cuya estructura tiene que mantenerse hasta el punto de destino, no puedes «tirar de las antenas». En cambio, un pedazo de metano sucio se puede poner en una red de cualquier manera y tirar de ella. Si es más grande, tardará más en llegar.

        Pero, vaya, simplemente me sorprendía que ese aspecto del diseño no apareciese.

        1. Como bien dice Pelau, esto es solo un prptotipo que sirve como demostrador de tecnologias…

          sin embargo, entre los cuatro motores esta previsto acoplar el modulo que contiene la carga util, o bien un mastil o cable para remolcar su carga…

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