В NASA выбрали компании, которые создадут прототипы ядерных двигателей для космических кораблей. В Европе сообщают о разработке малых модульных реакторов для межпланетного траспорта. В России на самом высоком уровне заявляют о проекте ядерного буксира. В чем преимущество этих программ перед традиционными ракетными двигателями — в материале РИА новости.
На заре ядерной эры
В середине XX века появилась идея использования ядерной энергетики в космических целях. Ученые предложили заменить камеру сгорания в ракетном двигателе на ядерный реактор, пропускать через его активную зону жидкий водород, нагревать до нескольких тысяч кельвинов и выпускать образующийся газ из сопел. Такой тип двигателя стали называть ядерным тепловым. Другой вариант — сочетание тепловой энергии реактора и электрического ракетного двигателя.
В 1960-е над ядерными двигателями активно работали во всем мире. В СССР достигли удельной тяги до 9000, в США — до 7500 метров в секунду. К тому времени стало ясно, что такого рода установки нестабильны и небезопасны, к тому же появились новые жидкостные двигатели, а перспектива полетов в дальний космос откладывалась на неопределенный срок. Американцы сконструировали и испытали 23 ядерных реактора для космоса, но ни один не запустили.
В 1986-м Чернобыльская авария почти остановила все работы в СССР. В России проекты по созданию ядерного двигателя возобновили после 2010-го.
В США обозначили сроки
В последние годы вновь пробудился интерес к созданию космического корабля с мощной энергетической установкой. Ученые предлагают самые разные проекты с использованием ядерных, термоядерных и солнечных источников энергии.
Мощные двигатели обещают доставку десятков тонн грузов на геостационарную орбиту и к Луне, новые способы избавления от космического мусора, астероидной и кометной защиты. Кроме того, они существенно сокращают время полета к Марсу и другим планетам, что делает вполне реальными пилотируемые экспедиции в дальний космос.
Три года назад в NASA заявили о намерении создать два типа ядерных двигателей — тепловой и электрический. Производителей попросили представить идеи, из которых для дальнейшего финансирования отберут лучшие.
Для исследования дальнего космоса автоматическими аппаратами достаточно существующих двигателей. Но в ближайшие десятилетия все изменится, полагают в NASA. В частности, агентство заинтересовано в пилотируемой миссии на Марс, которая включает и возврат астронавтов.
Сейчас полет к Марсу и обратно займет примерно четыре года. За это время люди получат смертельные дозы облучения. На ядерной тяге можно уложиться в два года, что существенно снизит риски для здоровья экипажа и уровень стресса от длительного опасного путешествия. На борт можно взять значительно меньше груза, кроме того, ядерный двигатель — более компактный, ему не нужна дозаправка.
Направление курирует Космический центр Маршалла NASA в штате Алабама в сотрудничестве с научными организациями. Ученые тестируют новые виды топлива для реакторов. Есть много нерешенных вопросов, например высокая температура — порядка пяти тысяч кельвинов. Для работы в таких условиях нужно создавать особые материалы.
Концепт космического буксира на ядерном двигателе NASA
В январе в СМИ просочилась информация, что NASA планирует испытать двигатель на ядерной тяге уже в 2027-му. Подключилось Управление перспективных исследовательских проектов Министерства обороны США — DARPA, которое уже привлекло к работам компании General Atomics, Lockheed Martin и Blue Origin Джона Безоса. На год на эти цели выделили 110 миллионов долларов.
В конце июля DARPA сделала выбор в пользу авиастроительной компании Lockheed Martin. Ей поручили разработать проект, прототип двигателя и ракеты, а также провести испытания. Реактор построит фирма BWX Technologies. Проект финансируется программой DRACO (“Демонстрационная ракета для быстрых маневров за орбитой Луны”) с бюджетом 500 миллионов долларов.
В отличие от первых проектов середины прошлого века, в нынешних будут использовать обогащенный уран вместо оружейного. Реактор необходимо включать только после выхода в космос, чтобы минимизировать последствия для Земли в случае аварии. Тестовый полет пройдет на орбите высотой 700-2000 километров. Это гарантирует, что ракета с реактором остается там минимум 300 лет, пока опасные радиоактивные элементы не распадутся.
В октбяре стало известно, что Исследовательская лаборатория ВВС США открыла еще одну программу — JETSON — для финансирования проектов по разработке орбитальных ядерных ракет. Заключены контракты с компаниями Intuitive Machines (их посадочный модуль ожидает запуска к Луне в декабре этого года ), Lockheed Martin и Westinghouse Government Services, занимающихся ядерной энергетикой, на создание небольших ядерных ракетных двигателей для спутников до 2025 года.
