Из истории создания
космических ядерных реакторов
 

А.В.Зродников, В.Г.Мальцев, А.Г.Портяной, Ю.В.Фролов специально для «Новостей космонавтики»
 

Кто из преданных поклонников космонавтики, как из числа профессионалов, так и любителей, не мечтает о полетах на Марс и к другим планетам! Зачастую эти планы связываются с использованием ядерной энергии. Известно, что работы в этом направлении довольно активно велись в СССР. Но, в силу особой секретности исследований по «ядерному космосу», мало кто знает, что работы эти неразрывно связаны с именем и биографией выдающегося ученого Игоря Ильича Бондаренко (1926–1964 гг.).

А начиналось все так…

В феврале 1950 г. молодой специалист, выпускник физфака МГУ И.И.Бондаренко стал сотрудником Лаборатории «В» (ныне Физико-энергетический институт, г.Обнинск), в которой к этому времени уже работали известные физики-ядерщики А.И.Лейпунский и Д.И.Блохинцев.

Александр Лейпунский сразу привлек Игоря Бондаренко к исследованиям по проблеме реакторов на быстрых нейтронах, поручив ему измерение сечений деления и неупругого рассеяния урана-238 быстрыми нейтронами. Результаты измерения сечений стали одним из оснований, которые дали возможность разработать и обосновать программу создания таких реакторов в качестве одного из направлений развития атомной энергетики в нашей стране. После этого были и другие работы.

Но особое место в деятельности И.И.Бондаренко занимала проблема использования атомной энергии для освоения космоса: ядерные ракетные двигатели (ЯРД), бортовые ядерные энергетические установки (ЯЭУ), ионные движители. К тому времени, когда он пришел в институт, никакой тематики 7-го направления [космические ЯЭУ] не было, и молодой ученый по личной инициативе рассчитал графитовый реактор для нагрева рабочего тела ЯРД.

Вокруг И.И.Бондаренко, одержимого космосом, сформировалась группа молодых ученых: В.Я.Пупко, Э.А.Стумбур, Г.Я.Артюхов, Ю.Я.Стависский и др. Важнейшую роль на первом этапе сыграла поддержка директора Лаборатории «В» Д.И.Блохинцева, давно размышлявшего о возможности использования внутриатомной энергии для движения ракет.

В 1951 г. И.И.Бондаренко и В.Я.Пупко по своей инициативе выполнили расчетную оценку гомогенного уран-графитового реактора для ракеты с использованием водорода в качестве рабочего тела. Это давало возможность свести до минимума массу рабочего тела для достижения ракетой необходимой скорости.

Более детальные и углубленные проработки закончились в 1954 г. выпуском отчета «Баллистическая атомная ракета» (БАР). Фактически это был предэскизный проект ракеты с ЯРД на водороде в качестве рабочего тела. Отчет послали в Министерство и КБ, занимавшиеся ракетной техникой. Начались контакты с ракетчиками.

Ученые из других институтов, занимающихся атомной энергетикой, предлагали свои варианты атомных баллистических ракет. В ОКБ-1 (С.П.Королёв) и ОКБ-456 (В.П.Глушко) в то время водород как рабочее тело вызывал большие возражения из-за низкой плотности, и дальнейшие проработки было предложено проводить с использованием менее эффективных, но более плотных рабочих тел.

В 1955 г. Лаборатория «В» предложила проект баллистической ракеты с «твердым реактором». С.П.Королёв и В.П.Глушко считали, что такая ракета будет неконкурентоспособной в сравнении с ракетой на химическом жидком топливе. Бондаренко и Пупко готовят ответы оппонентам и предлагают свой подход к быстрейшему развертыванию работ по ЯРД.

Мнение Лаборатории «В» по баллистической ракете с «твердым реактором» в декабре 1955 г. выразил Блохинцев в записке, адресованной министру среднего машиностроения СССР А.П.Завенягину: «Я думаю, что область применения атомных ракет – это сверхдальние ракеты, позволяющие перебрасывать большой груз (не менее 10 тонн) в любую точку земного шара… Ракета с твердым реактором является сейчас единственным вариантом, техническое осуществление которого является вполне мыслимым. Что касается газовых, жидких и термоядерных реакторов, на применении которых настаивают НИИ-88 [ОКБ-1] и ОКБ-456, то эти варианты в настоящее время не могут быть обоснованы». Поэтому он предлагал развернуть в Лаборатории «В» не только расчетные, но и экспериментальные работы, «ориентировать их на создание малой опытной атомной ракеты, которая должна явиться прототипом будущих больших атомных ракет».

В 1956 г. на основе предложений Лаборатории «В» вышло постановление Правительства СССР по созданию проекта ЯРД с высокотемпературным реактором. Для ЯРД был предложен малогабаритный гетерогенный реактор с гидрид-циркониевым замедлителем. Ориентация на гетерогенный реактор и поэлементную отработку его узлов составляла фундаментальное различие программ создания ЯРД в СССР и США. И это различие оказалось, как потом признали и американские специалисты, в пользу советской программы.

В 1965 г. к работам по ЯРД привлекается Конструкторское бюро химавтоматики (КБХА) в Воронеже. В 1966 г. выпущен проект ЯРД на водороде с тягой 3.6 тс. Для испытаний изготовили четыре наземных прототипа, на которых к концу 1970-х годов провели стендовые испытания на Семипалатинском полигоне, показавшие правильность выбранных решений. Это был первый в СССР спроектированный, изготовленный и испытанный ЯРД. Так через пятнадцать лет после ухода из жизни И.Бондаренко осуществилась одна из его целей.