Обзор. Как атомная отрасль и резиденты атомградов помогают космосу

Наш очередной обзор мы посвящаем возможностям атомной отрасли и резидентов ТОР для Роскосмоса.
Дню Космонавтики в этом году предшествовали три знаменательных события. Первым, не по дате, а по зрелищности, стал запуск с космодрома Байконур «Ракеты Победы» – носителя «Союз-2.1А» с пилотируемым кораблем «Союз МС». Старт, посвященный 80-летию Победы в Великой Отечественной войне, собрал рекордные 2,5 тысячи зрителей на смотровой площадке в двух километрах от стартового стола. На борту корабля в космос отправились российские космонавты Сергей Рыжиков и Алексей Зубрицкий, а также астронавт NASA. За три часа по сверхбыстрой двухвитковой схеме они достигли Международной космической станции, где была успешно осуществлена стыковка. Предстоящая экспедиция продлится 245 суток, в течение которых космонавты проведут ряд научных экспериментов и совершат несколько выходов в открытый космос. Это продолжает славные традиции отечественной космонавтики. Полет стал не только очередным этапом работы на МКС, но и данью уважения 80-летию Победы.
Второе событие – встреча нового руководителя Роскосмоса Дмитрия Баканова с Владимиром Путиным, на которой руководитель отрасли рассказал в том числе о планах реализации ряда ядерных технологий в рамках Национального проекта «Развитие космической деятельности Российской Федерации на период до 2030 года и перспективу до 2036 года». «В состав национального проекта в обязательном порядке войдут орбитальная группировка РФ, на базе которой будут оказываться основные услуги связи, дистанционного зондирования Земли и навигации, также пусковая программа – всё семейство наших ракет и развитие космодромов, научный космос, пилотируемая космонавтика и энергетическая ядерная космическая программа», – сказал Дмитрий Баканов. Напомним, частью космического нацпроекта является федеральный проект «Развитие космической ядерной энергетики России». Он будет нацелен на изготовление средств для организации перспективных миссий, в том числе при исследовании и освоении Луны.
Третье событие является следствием второго – вскоре после встречи с Президентом Дмитрий Баканов и президент НИЦ «Курчатовский институт» Михаил Ковальчук подписали соглашение о стратегическом сотрудничестве. Главная цель – формирование научно-технических заделов на базе фундаментальных исследований и прикладных разработок для развития ядерных космических технологий, а также ускоренного промышленного освоения и вывода на рынок таких заделов. Стороны договорились о создании Объединенного совета по стратегическому развитию. Он будет обеспечивать взаимодействие Госкорпорации и Научного центра по основным направлениям стратегического сотрудничества. В состав Совета вошли 10 человек, по пять представителей от каждой организации; кроме того, к работе структуры предполагается привлекать профильных экспертов. Совет будет собираться не реже одного раза в полгода, поочередно на площадках Роскосмоса и Курчатовского института.
– Много десятилетий назад на площадке нашего института Игорь Курчатов, Сергей Королев и Мстислав Келдыш заключили соглашение о развитии ядерной энергетики для космоса, – отметил Михаил Ковальчук, президент НИЦ «Курчатовский институт». – С принятием этих правильных решений связаны наши сегодняшние успехи по целому ряду направлений. Мы всегда были пионерами в области ядерных двигательных установок и ядерной энергетики в космосе. Сегодняшнее соглашение позволит зафиксировать наше технологическое лидерство на многие десятилетия вперед.
В свою очередь Дмитрий Баканов отметил, что подписание соглашения с НИЦ «Курчатовский институт» – это принципиально важное решение для Роскосмоса. По его словам, в рамках национального проекта по развитию космической деятельности формируется федеральный проект «Космический атом» – ядерная космическая программа. Эту программу возможно реализовать лишь при наличии научного руководителя в лице Курчатовского института.
ЗАТО… мы работаем на страну
Напомним, закрытые административные территориальные образования в России созданы в интересах Росатома, Роскосмоса и Минобороны. В распоряжении «Роскосмоса» – ЗАТО Циолковский при космодроме Восточный, «Звёздный городок» с его центром подготовки космонавтов им. Ю. А. Гагарина, «Солнечный» Тверской области, с производственным филиалом НПЦ автоматики и приборостроения им. Пилюгина. Также непосредственное отношение к освоению космоса имеют подмосковные Краснознаменск и Власиха, где функционирует Главный испытательный космический центр и профильный центр компетенций, и Мирный в Архангельской области – город-спутник космодрома Плесецк.
В атомградах производят немало продукции для Роскосмоса. Вот лишь некоторые примеры, которые приводит ТВЭЛ:
- Уральский электрохимический комбинат первым в России разработал электрохимические генераторы, в частности для орбитального корабля «Буран». Их выпускали ровно 30 лет (всего 120 устройств). Сегодня производством занимается Центротех.
- Центротех делает мини-тепловые трубы, которые равномерно распределяют тепло и охлаждают аппаратуру. А еще выпускает никель-водородные батареи для космических аппаратов.
- Бочваровский институт разработал высокотемпературные сверхпроводники с температурами перехода выше 77 К. Это сделало сверхпроводимость привлекательной для применения в аэрокосмических системах.
- Чепецкий механический завод изготавливает корпуса для «Кактуса», системы мягкой посадки спускаемых космических аппаратов. Корпуса защищают космонавтов от ионизирующего излучения аппаратуры.
Самая космическая из территорий присутствия Росатома — ЗАТО «Железногорск» Красноярского края. Мы называем Железногорск атомградом, его вполне можно, как минимум в День космонавтики назвать и космопортом – место расположения предприятий и Росатома, и Роскосмоса. Первым градообразующим предприятием является ФГУП «Горно-химический комбинат» (ФГУП «ГХК») – ведущее предприятие Росатома по созданию технологического комплекса для обращения с отработанным ядерным топливом. Второе градообразующее предприятие, входящее в Роскосмос – АО «Информационные спутниковые системы» имени академика М.Ф. Решетнёва» (АО «ИСС»). Предприятие является одним из ведущих предприятий российской космической отрасли, владеет технологиями полного цикла создания космических комплексов от проектирования до управления космических аппаратов на всех орбитах – от низких круговых до геостационарных.
Решетнёв . Тангаж и рысканье в норме
Акционерное общество «Информационные спутниковые системы» имени академика М.Ф. Решетнёва» – российский лидер по созданию космических аппаратов связи, телевещания, ретрансляции, навигации, геодезии. Многолетний опыт проектно-конструкторской деятельности, современная производственно-экспериментальная база, применение передовых технологий, высококвалифицированный персонал – всё это позволяет предприятию выпускать продукцию, соответствующую мировым стандартам качества и надёжности. Предприятие выступает головным исполнителем по ключевым проектам в рамках приоритетных государственных программ в области космической деятельности. Благодаря участию в международных проектах компания широко известна не только в России, но и за рубежом.
Космические аппараты, созданные в Железногорске, составляют основу орбитального флота России. Полный спектр информационных спутниковых услуг доступен жителям нашей страны и других государств благодаря высокотехнологичным разработкам сотрудников предприятия. Также АО «РЕШЕТНЁВ» является единственным отечественным производителем координатометрических спутников, обеспечивающих решение навигационных и геодезических задач. Компания участвует в реализации ряда проектов в интересах пилотируемой космонавтики, развития систем связи и навигации гражданского назначения, выпускают и гражданскую продукцию.
Реализуется проект по созданию космического аппарата связи и вещания «Экспресс-АМУ4», этот спутник предназначен для обеспечения услуг телекоммуникации в интересах России. Его заказчиком выступает национальный оператор ФГУП «Космическая связь». В основе аппарата унифицированная платформа «Экспресс-1000». «РЕШЕТНЁВ» изготавливает для неё оборудование собственной разработки. В проекте предприятие отвечает и за полезную нагрузку космического аппарата. Изготовление целевой аппаратуры осуществляется как непосредственно Решетнёвской фирмой, так и подрядными организациями. В ходе создания приборы служебных систем и полезной нагрузки проходят наземную экспериментальную отработку. Она проводится для подтверждения качества продукции и технических решений, применяемых впервые. Космическому аппарату «Экспресс-АМУ4» предстоит функционировать на геостационарной орбите высотой около 36 000 км не менее 15 лет.
Последовательно развивается элементная база для космических аппаратов. Железногорские спутникостроители создают систему управления приводами солнечных батарей для научно-энергетического модуля (СУП НЭМ) орбитальной станции. Основу системы составит блок механики, который по массогабаритным и энергетическим характеристикам многократно превышает аналогичные устройства для автоматических космических аппаратов. Это обусловлено большими габаритами и мощностью солнечных батарей, предназначенных для орбитальной станции. Блок механики создаётся по модульному принципу и будет состоять из одного корневого и двух боковых приводов. Их работу обеспечит блок электроники, который также создаётся в АО «РЕШЕТНЁВ».
Новый блок механический поворота солнечной батареи (БМ ПБС) для космических аппаратов – лёгкое и компактное поворотное устройство для применения на малых спутниках. При этом технические характеристики БМ ПБС были улучшены. Привод весит около 800 г. Это примерно в шесть раз меньше, чем аналогичные по энерговооружённости устройства. Разработка решетнёвцев превзошла требования технического задания в части ресурса работы. В ходе испытаний было совершено 40 тысяч оборотов вместо заложенных 10 тысяч. Первый макет нового блока механики практически не отличается от лётного образца, установленного на экспериментальный спутник «Марафон». Подобное частично адаптированное устройство предполагается использовать при серийном создании этих космических аппаратов.
Усовершенствовали механическое устройство для применения в перспективных космических аппаратах – оптимизированный блок механики. Его габариты и масса уменьшены в среднем на 25 % по сравнению с предыдущими разработками. При этом сохранены необходимые параметры угловых перемещений устройства, что позволит обеспечить точную ориентацию на Землю антенн спутников с высоких орбит. Функционирование облегчённого блока механики проверено на образцах для лабораторно-отработочных и конструкторско-доводочных испытаний. Новую разработку решетнёвцев планируется использовать в составе космических аппаратов связи «Луч-5ВМ» и «Экспресс-РВ».
Антенные системы для применения на перспективных космических кораблях обеспечат связь с ЦУП в разных диапазонах частот. Эта разработка включает с рефлектором диаметром 800 мм, датчики температуры и угла поворота, блоки механики и электроники, устройства для крепления. В настоящее время специалисты железногорского предприятия завершают изготовление первого лётного образца антенной системы.
Создаются в «РЕШЕТНЁВЕ» и устройства для функционирования на земле. Так, при поддержке Минобрнауки РФ выполняет проект по организации высокотехнологичного производства приёмных и передающих фазированных антенных решёток для терминалов спутниковой связи Кu-диапазона частот. Соисполнителем по проекту выступил МФТИ, специалисты вуза разработали и изготовили два опытных образца фазированной антенной решётки и контроллер управления. Изделия прошли полный цикл испытаний в МФТИ и переданы на спутникостроительное предприятие для дальнейшей работы по созданию антенного поста. Согласно технической документации диаметр антенного поста составит 1 метр, высота – порядка 40 сантиметров. Такие габариты позволят использовать подобные изделия в составе гражданских наземных терминалов спутниковой связи, которые подойдут для установки на транспорт и на стационарные объекты.
Также специалисты АО «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнёва» создали мобильный комплекс лучевой терапии. На протяжении трёх лет спутникостроители вели работу над медицинским оборудованием для лечения онкобольных. Партнёрами предприятия выступили Томский политехнический университет и НИИ онкологии Сибирского отделения РАН. Компания «РЕШЕТНЁВ» как инициатор и головной исполнитель проекта отвечала за концепцию оборудования и его внешний вид. Спутникостроители создали конструкторскую и технологическую документацию, а также изготовили ряд элементов медкомплекса, в частности, опорно-поворотное устройство, обеспечивающее плавность и точность нацеливания излучателя. В основу комплекса легла технология бетатрона – циклического ускорителя электронов. Эту разработку выполнили учёные Томского политехнического университета. Первый образец комплекса, изготовленный в Решетнёвской фирме, проходит радиационные испытания с участием представителей медицинского сообщества в Томске. В дальнейшем на предприятии будет организован серийный выпуск оборудования, которое помогает в лечении онкологических заболеваний.
Большое место для подвига малых предприятий
В глобальных проектах Роскосмоса есть место и малому предпринимательству. Две компании, работающие в тесной кооперации с ИСС, стали резидентами ТОР «Железногорск», еще несколько предприятий рассматривают возможность развернуть работу с флагманом российского спутникостроения.
Компания ООО «Научно-производственный центр «Малые космические аппараты» (ООО «НПЦ «МКА») была создана в марте 2010 года. Первоначально профилем деятельности стало создание малогабаритных платформ космических аппаратов и их составных частей (классы 1265, 1810, 1820, 1821, 1830, 5820, 5821, 5865, 7015 ЕКПС). С 2020 года основным профилем Общества стала разработка изделий наземного связного сегмента. В июне 2021 года ООО «НПЦ» МКА» стало резидентом ТОР г. Железногорск с проектом по созданию серийного производства станций спутниковой связи для работы через перспективные космические аппараты. Текущие и перспективные проекты – разработка и изготовление абонентских терминалов, корабельных телевизионных станций, наземных средств измерения характеристик полезных нагрузок космических аппаратов. При участии НПЦ «Малые космические аппараты» был создан экспериментальный контрольно-измерительный комплекс, с помощью которого проводятся сеансы связи со спутником «Скиф-Д». Комплекс используется для проведения экспериментов на средней круговой орбите, подтверждения работоспособности аппарата. Регистрируются спектрограммы принятого сигнала, чтобы ввести в действие орбитально-частотный ресурс системы «Скиф». Отработаны технологии наведения и слежения за спутником. В числе новых разработок компании – системы связи с беспилотными летательными аппаратами гражданского назначения. Также компания выполняет НИОКР в интересах предприятий «Роскосмоса» и опорных вузов Госкорпорации.
Ещё один «космический» резидент ТОР «Железногорск» – ООО «СРТ» («Сибрадиотех»). Предприятие обладает экспертным опытом в производстве кабельных сборок для сверхвысокочастотных (СВЧ) токов, их адаптации, разработке новых решений. Кроме космической промышленности, другие области применения СВЧ кабельной продукции – медицина, авиационная промышленность, системы передачи данных, аппаратура специального назначения, морская техника. Запатентованная ООО «СРТ» полуавтоматическая установка для индукционной пайки позволяет добиваться наилучших радиотехнических и механических характеристик. Компания является членом платформы «Национальная информационная спутниковая система», продукция предприятия успешно эксплуатируется в действующих космических аппаратах. Кабельные сборки летают в том самом «Скиф-Д», который управляется с помощью комплекса, в создании которого принимал участие коллектив «Малых космических аппаратов». В числе недавних разработок компании – система для радиотехнического подавления беспилотных летательных аппаратов, позволяющая защитить от угроз объекты гражданского назначения.
Проект ООО «Скай Технолоджи 2015» по созданию линейных приводов для станков с ЧПУ победил в финале акселератора, который проводился по инициативе ГХК, но разработка заинтересовала и «Роскосмос». Предприятие специализируется на разработке, проектировании и производстве широкоформатных УФ принтеров, станков для резки стекла и зеркал, а также витражного оборудования. Созданный механизм линейного перемещения на 95 % состоит из отечественных деталей. Такие изделия нужны как в станкостроении, так и могут функционировать в составе сложных технических систем. Ранее модули перемещения закупали за границей, но даже из дружественных стран подобное устройство везли минимум 2-3 недели. Местное производство может удешевить и ускорить процессы.
В числе резидентов ТОР «Железногорск» деятельный интерес к работе с Роскосмосом проявляет «13 элемент» – предприятие пришло в резиденты ТОР «Железногорск» в 2022-м, ещё одна компания группы — в 2025-м. Компания рассматривает производство алюминиевых деталей для широкого спектра видов машиностроительной продукции. Кроме выпуска интерьерных деталей для трамвайных вагонов, уже развернутого компанией, компанию интересует и выпуск конструкционных элементов для космических аппаратов.
О космосе не просто мечтают в железногорской группе компаний «ЛИДЕР». Компания намерена использовать все достижения в создании вагон-домов для эксплуатации в экстремальных условиях для участия в перспективных программах освоения других планет солнечной системы. Недавно реализованное достижение – запуск масштабной модели космического вагон-дома в стратосферу на высоту свыше 25 километров. Подготовка к запуску заняла у специалистов компании более месяца и включала в себя подготовку аэростата, согласование точки запуска, даты и места приземления с Роскосмосом. Из-за неблагоприятных погодных условий точка приземления многократно менялась. В целом, весь проект от начала до конца занял шесть месяцев. После длительного ожидания благоприятных метеоусловий запуск был произведен из Подмосковья и завершился успешным приземлением. Данный проект является важным шагом на пути реализации амбициозной цели компании: строительства вахтовых городков на Луне и Марсе.
Снежинск и нежная электроника
В градообразующем предприятии Снежинска проводят эксперименты по повышению радиационной стойкости электроники – поводом активизировать эти исследования стала неустойчивость к радиации, выявленная в электронике системы «Старлинк». Исследователи РФЯЦ-ВНИИТФ создают дополнительные исследовательские станции для получения новых уникальных данных о состоянии веществ, облучая металлы и полупроводники электронным пучком, исследовать их свойства в этот момент времени. Повышение радиационной стойкости электроники позволит повысить стабильность работы космических систем и избежать проблем, с которыми столкнулись в Space X, где применили электронику, которая «сыплется» при воздействии радиации. Для комплексной работы в данном направлении в Снежинске применяют ускоритель с прямым ракурсом и экспериментальным отводящим каналом.
Томскосмический задел
Значимый игрок в производстве элементной базы для специальных применений АО НПФ «Микран» (инвестор ООО «Микатом» – проекта производства микроэлектроники на ТОР «Северск»). Компания на основании соглашения о сотрудничестве с АО «Газпром космические системы» и ООО «Газпром Трансгаз Томск» разрабатывает оборудование спутниковой связи для космических аппаратов ПАО «Газпром». Задача – создание производства стационарных и мобильных станций спутниковой связи, а также оборудования связи для оснащения космических аппаратов в интересах Газпрома. ООО «Газпром Трансгаз Томск» выступает опытной площадкой для проверки работы оборудования на производственных объектах в восточных регионах России.
– Спутниковая связь – важный драйвер развития любой современной экономики. Сегодня на российском рынке лишь единицы занимаются созданием отечественных решений для этой области. Благодаря уже имеющимся у нас компетенциям и совместной работе с Газпромом мы уверены, что сможем не только создать комплексную инфраструктуру спутниковой связи, покрывающую большую часть потребностей заказчика, но и заложить базу для инновационного развития России и регионов, – отметила генеральный директор НПФ «Микран» Вера Парамонова при подписании соглашения с Газпромом.
Интегрируем металл…
Продукцию для освоения космоса продвигает «Росатом МеталлТех» – интегратор ряда предприятий ТВЭЛ по направлению специальной металлургии. Технологическими партнерами интегратора являются предприятия, специализирующиеся на производстве продукции из тугоплавких и легких металлов, а также сплавов на их основе. Интегратор консолидирует компетенции предприятий АО «ТВЭЛ» в области металлургии: АО «ЧМЗ», АО «МСЗ», ПАО «НЗХК», ООО «Элемаш Магнит», ООО «НПО «Центротех». На выставке Cabex-2025 были продемонстрированы уникальные провода из медь-ниобиевого сплава, которые открывают новые возможности для развития авиации и космических исследований. Была была продемонстрирована широкая линейка высокопрочных проводов нормальной электропроводности, включая провода из медь-ниобиевого сплава (CuNb), радиационно-стойкие и жаростойкие провода, а также особо тонкие провода с различными покрытиями и без них. Проводниковая продукция из медь-ниобиевого сплава, производимая «Росатом МеталлТех», в настоящее время не имеет конкурентов на российском и мировом рынках по комплексу технических характеристик, таких как сверхвысокая прочность и электропроводность, износостойкость и жаропрочность. Эти провода применяются в электронике, микроэлектронике и робототехнике, а также в авиационной и космической технике для производства сетеполотен антенн и экранирующих материалов. Планируется увеличение объемов производства до пяти тонн в год за счет нового оборудования. Такому спросу на продукцию способствует в том числе расширяющийся рынок авиационной и космической техники.
Продолжение следует!
Этот перечень вклада атомградов в космическое пространство далеко не полон. В следующем году страна отметит 65-летие полёта Гагарина; несомненно, атомные резиденты и градообразующие предприятия ЗАТО, а также Курчатовский институт прибавят в перечень разработок ещё немало новых пунктов!