С КОСМОСОМ МЫ В ДРУЖБЕ…

Помню, как во время студенческих каникул в начале 80-х мы познакомились на набережной санатория МВО с группой юношей – наших ровесников. А может быть, они были даже младше нас, но держались уверенно. Уверенные, что имеют дело с отдыхающими (на этот раз мы решили никого не разубеждать), ребята вызвались выступить в роли гидов.

И с чего, вы думаете, они начали свою экскурсию по Сухуму, который тогда назывался несколько иначе – Сухуми… С рекламы сигарет – знаменитого сухумского «Космоса». Действительно, сигареты «Космос» в то время славились. Оказывается, по технологии в состав табака помимо местных знаменитых самсунов входило и другое весьма высококачественное табачное сырье.

А вспомнилось мне это потому, что один из наших гидов – весьма остроумный парень, заметил: «Но главное – сигареты назвали «Космос», потому что в нашем СФТИ разрабатываются комплектующие для космоса. В этом все дело…»

Мы онемели… Неужели вот так можно запросто выболтать девушкам государственную тайну?

На самом деле, молодой человек придумал это прямо в тот самый миг, на набережной, и, наверное, он даже не представлял, насколько был близок к истине. В одном из отделов Сухумского физико-технического института действительно работали, как в те времена было принято говорить, «на космос», но исследования эти держались в строжайшей тайне и никто из сотрудников отдела и словом не мог обмолвиться дома, что происходит у них на работе. А парень тот и вообще не имел никакого отношения к СФТИ. К тому же он был гуманитарием и писал стихи.

Крупномасштабные исследования и производство систем прямого преобразования тепловой энергии в электрическую получили развитие с началом космической эры, после запуска первых искусственных спутников Земли и появившейся потребностью в компактных автономных необслуживаемых источниках электроэнергии.

В СФТИ разрабатывались технологии и устройства термоэлектрического преобразования тепла в электрическую энергию для установок с ядерным и радиоизотопным нагревом, нагревом продуктами сгорания органического топлива, солнечной энергии, низкопотенциальных источников тепла, аэродинамическим нагревом, нагревом пороховыми составами утилизаторов выхлопа ракетных двигателей и пр.

В 1958 году в Советском Союзе приступили к разработке, а в 1964-м уже запустили в эксплуатацию первую в мире ядерную термоэлектрическую установку (ЯТЭУ) (с невинным названием «Ромашка»), в которой в качестве источника тепла использовался ядерный реактор на быстрых нейтронах, а в качестве топлива – UC2. Термоэлектрический преобразователь для «Ромашки» на основе кремне-германиевых батарей был разработан специалистами отдела космического приборостроения и изготовлен в цехах СФТИ.

Термоэлектрический генератор (ТЭГ) на термоэлементах из Si-Ge, работающих при температуре «горячих» спаев 1173К, в течение полутора лет, с августа 1964 г. эксплуатировался в составе реактора «Ромашка» в Институте атомной энергии им. Курчатова. ТЭГ находился непосредственно в нейтронном и гамма-поле реактора. Выходная мощность ТЭГ составляла 0,5 кВт. Испытания продемонстрировали принципиальную возможность создания систем электропитания подобного типа. Затем был разработан ряд изотопных термоэлектрических генераторов (РИТЭГ) космического назначения, в которых также использовались Si-Ge сплавы. В качестве источника тепла использовался изотоп плутония-210. В 1968 году РИТЭГ «Орион» успешно работал на спутниках серии «Космос».

Наиболее представительные испытания термоэлементы из Si-Ge сплава прошли в составе термоэлектрических ЯЭУ космического назначения «Бук», эксплуатировавшихся в космосе с 1970 по 1987 годы в составе космического аппарата «УС-А». Электрическая мощность двухкаскадного ТЭГ, изготавливаемого в СФТИ, составляла 2,8 кВт при напряжении 28 В, температуре «горячих спаев» 993 К и температуре «холодных» спаев 573 К.

Этот ТЭГ (в составе ЯЭУ) можно было выводить на орбиту более 30 раз, и при этом он обслуживал своим электропитанием системы мониторинга наземных, надводных и подводных объектов в режиме реального времени.

Параллельно на базе водо-водяного реактора (ВВР) с естественной циркуляцией теплоносителя была разработана глубоководная ЯТЭУ, рассчитанная для эксплуатации на морских глубинах свыше 6000 метров (с условным названием «Гамма»). Трубчатые термоэлектрические модули этой системы, собранные из радиально-кольцевых термобатарей показали феноменальную термостойкость (на стендах СФТИ испытывались на «термокачки»: их нагревали до рабочих температур и охлаждали до комнатных свыше 1 300 раз без изменения выходных параметров). Эти же модули проходили испытания на стендах СФТИ на механическую прочность при внешнем давлении до 7 000 кГ/см2.

Расчетная выходная электрическая мощность такой установки – благодаря модульной конструкции – невозможно ограничить в принципе. Кроме того, были произведены расчеты ЯТЭУ с выходной мощностью не менее 10 МВт для использования в составе глубоководных бесшумных атомных подводных лодок, изготовлены термоэлектрические модули энергетической установки с висмут-свинцовым теплоносителем для эксплуатации в составе АПЛ.

Был изготовлен и установлен в РНЦ-КИ модуль ЯТЭУ «Гамма-5» с источником тепла – ВВР при естественной циркуляции теплоносителя. Расчетная выходная электрическая мощность модуля этой установки 5 кВт. После ввода в эксплуатацию установка вышла на выходную электрическую мощность более 6 кВт, которая не менялась за все время испытаний, несмотря на многочисленные пуски-остановки. Это подтверждает как надежность реакторной системы в качестве источника тепла, так и надежность разработанного СФТИ термоэлектрического преобразователя тепловой энергии в электрическую.

На базе разработок типа «Гамма» уже в годы «перестройки» был создан рабочий проект теплового и электрического обеспечения удаленных небольших поселков за северным полярным кругом (условное название «Елена»). В соответствии с расчетами «Елена» должна была генерировать не менее 100 кВт электрической энергии и около 3 МГВт тепловой энергии. Разработчики давали гарантию, что такая система прослужит не меньше 10 лет безо всякого обслуживания.

С середины 70-х годов прошлого столетия в СФТИ проводятся исследования и разработка трубчатых термоэлектрических модулей, в том числе для глубоководного реактора – преобразователя «Гамма» под водо-водяной ядерный реактор с естественной циркуляцией теплоносителя, а также трубчатые модули аналогичной конструкции для изделия «Сангар» и для утилизации тепла сгорания любых видов органического топлива типа «Костер». Кроме того, были разработаны трубчатые модули в качестве утилизаторов выхлопных газов ядерных ракетных двигателей типа «Вихрь» и утилизаторы тепла выхлопа ракетных двигателей типа «Сезон».

Только спустя десятилетия мы узнаем имена ученых, специалистов и разработки, которые они осуществляли. В частности, космические корабли и подводные лодки были оснащены приборами связи, разработанными в отдел космического приборостроения СФТИ, которым руководил в определенное время Юрий Венедиктов. А в семье Юрия Венедиктова хранится письмо, подписанное генеральным секретарем ЦК КПСС Леонидом Брежневым, в котором он благодарит ученых и всех сотрудников отдела за блестящую работу, благодаря которой осуществлялась связь на всех мероприятиях Олимпиады-80 в Москве.

И хотя, казалось бы, давно снят гриф «секретно» со многих интереснейших разработок, мы уже вряд ли сможем узнать самое интересное – историю их создания, настроение создателей и напитаться тем чудесным творческим духом, которым жил прекрасный коллектив Сухумского физико-технического института. Очень жаль. Людей, которые непосредственно причастны, в частности к космическим исследованиям, увы, уже нет в живых. Осталось только их техническое наследие – плоды интеллекта, таланта и настоящей человеческой страсти созидания, без которой не состоялось бы ни одно открытие, не была бы реализована ни одна разработка. Вот вам и сухумский космос. Он существовал. И продолжает существовать.

Юлия СОЛОВЬЕВА